Anotace
Příklad dobré praxe je příkladem využití průřezových témat ve výuce odborných předmětů s elektrotechnickým zaměřením (a nejen jím). Výuka vychází ze čtyř základních bodů strategie vyučování odborných předmětů: teoretický základ a výpočet, počítačové řešení a modelování, praktické ověření výsledků měřením, zhodnocení a prezentace výsledků. Příklad názorně přímo propojuje předměty Elektrotechnika, Elektrická měření, Informační a komunikační technologie a následně Matematiku, Fyziku, Český jazyk a Rétoriku. U žáků se tak rozvíjejí analytické, odborné, komunikativní, ICT, matematické kompetence a kompetence související s bezpečností práce.
Kontext
Studijní skupina v níž výuka probíhá má 14 žáků. Vyučující přejímá roli průvodce řešením úlohy tzn., že je vhodné úlohu předem žákům dát k prostudování. Výuka se skládá ze skupinové výuky (teorie, prezentace výsledků, závěr, hodnocení), výuky v malých skupinách (měření), výuky jednotlivce (příprava na úlohu, počítačové modelování, zpracování výsledků). Součástí výuky je zakomponování moderního trendu ve výuce odborných předmětů a to - počítačového modelování.
Východiska
Příprava vyučování nevyžaduje podrobné studium pedagogické literatury. Před zahájením výuky tohoto typu je nutné dobře naplánovat obsah výuky, její časovou náročnost a vzájemné provázání. Lze ji aplikovat v případě, že žáci mají základní znalosti a dovednosti k dané problematice a k souvisejícím tématům, které žáci získali v předchozím vzdělávání.
Základní znalosti a dovednosti lze rozdělit do následujících oblastí:
Teoretická příprava:
- znalost Ohmova zákona a praktické dovednosti jeho aplikace;
- znalost principů Théveninovy věty a praktické dovednosti její aplikace;
- znalost principů napěťového děliče a praktické dovednosti jeho aplikace;
- praktické dovednosti v oblasti odvozování vzorců;
- praktické dovednosti v úpravě vzorců (mnohočlenů);
Počítačové modelování:
- praktické dovednosti se SW pro tvorbu elektrotechnických schémat (např. ProfiCAD);
- praktické dovednosti pro práci v EXCELu v oblasti tvorby tabulek a XY bodových grafů.
Laboratorní měření:
- znalosti a dovednosti v oblasti BOZP (nutná přítomnost dalšího odpovědného pedagoga při počtu žáků nad 10);
- znalosti a praktické dovednosti v oblasti zapojování elektrotechnických obvodů napájených stejnosměrným proudem;
- znalosti a praktické dovednosti v používání základního měřícího přístroje - voltmetru.
Zhodnocení a prezentace výsledků měření:
- schopnost analyzovat namodelovaná a naměřená data s teoretickými předpoklady;
- schopnost prezentovat výsledky své práce pomocí prezentace v Power Pointu a slovním doprovodem.
Cíle
Hlavní vyučovací cíle:
- procvičit si a pochopit princip a výpočet odporového můstku;
- naučit se prakticky modelovat elektrotechnickou úlohu na počítači;
- naučit se podpořit teoretické závěry naměřenými hodnotami v praxi;
- analýza teoretických závěrů a naměřených hodnot;
- procvičit si prezentaci výsledků své práce.
Hlavní výchovné cíle:
- rozvíjet kompetence v odborné způsobilosti: dodržovat BOZP při práci a dbát na vytvoření podmínek pro úspěšné řešení problémů s maximální pečlivostí a přesností; rozvíjet získané znalosti v předchozím vzdělávání;
- rozvíjet kompetenci k řešení problémů: analyzovat a plánovat způsob řešení technických problémů a použít k tomu získané zkušenosti a vlastní úsudek;
- rozvíjet komunikativní dovednosti: aktivně spolupracovat s vyučujícím, který přejímá roli průvodce řešením technického problému, ve všech fázích řešení úlohy; prezentovat výsledky své práce před spolužáky a vyučujícím, obhájit výsledky své práce; dbát na odborné vyjadřování;
- rozvíjet matematické kompetence: aplikovat získané znalosti a dovednosti v matematici v oblasti úpravy vzorců v odborných předmětech;
- rozvíjet ICT kompetence: aplikovat matematické modely v EXCELu, vytvářet tabulky a XY bodové grafy; vytvořit prezentaci v Power Pointu pro prezentaci výsledků.
Realizace
Příprava a plánování:
- vyučování je vhodné rozdělit do 5 vyučovacích hodin, které by měli mít krátký časový odstup;
- je vhodné si předem úlohu připravit formou laboratorní úlohy; příprava by měla být pro studenta vodítkem a zároveň ho navádí na doporučení a normy pracovních postupů v odborných předmětech;
- připravenou úlohu je vhodné dát žákům předem, aby se na ni mohli připravit v rámci domácí přípravy.
Teoretická příprava:
- v úvodu 1.hodiny nastínit (shrnout) zadání a postup práce na úloze (10 minut);
- ve zbytku hodiny diskutovat o způsobu řešení v přípravě a hledat další řešení úlohy;
- odvození teoretických průběhů funkcí naměřených hodnot;
- definování teoretických závěrů řešení.
Praktické řešení na počítači:
- každý žák pracuje na jednom počítači;
- nakreslení schématu v ProfiCADu, popis výkresu, vyplnění razítka výkresu;
- navrhnout vhodné rozložení listu v EXCELu;
- zvolit vhodný krok řešení;
- zápis vzorců a následný výpočet;
- vhodné formátování tabulky
- vytvoření grafu;
- vhodné formátování grafu, popis os (dle technických norem);
- porovnání získaných průběhů na počítači s teoretickými předpoklady.
Laboratorní měření:
- dbát na BOZP;
- zapojení obvodu a nastavení vhodného rozsahu měřících přístrojů žáky a jeho následná kontrola vyučujícím;
- žák měří potřebné veličiny, vyučující kontroluje průběh měření;
- porovnání naměřených hodnot s teoretickými předpoklady a výsledky modelování na počítači.
Analýza výsledků a prezentace:
- přípravu na prezentaci výsledků své práce si žák připravuje sám za sebe doma v rámci domácí přípravy a samostudia; vlastní prezentace se provedou na předposlední tzn. 4.vyučovací hodině;
- porovnání výsledků měření, počítačového modelování a teoretických závěrů;
- zdůvodnění rozdílů teorie, modelování a měření;
- vytvoření prezentace;
- vlastní prezentace výsledků žáka a jejich rozbor spolužáky a vyučujícím.
Shrnutí a reflexe:
- v poslední hodině shrnout závěry práce;
- opravit chyby a vysvětlit proč byli způsobeny; stanovit účinná opatření pro jejich eliminaci;
- vyhodnotit dosažení stanovených cílů;
- hodnocení žáků.
Literatura
P. Bannert: Cvičení ze základů elektrotechniky. Pracovní listy.
P. Bannert: Minimum znalostí z EXCELu pro elektrotechnika. Výuková prezentace.
Kontakt
Ing. Petr BANNERT, učitel odborných předmětů
VOŠ a SPŠ Varnsdorf, Mariánská 1100, 407 47
telefon:+420 412 315 040
www: www.vosvdf.cz
e-mail:bannert@vosvdf.cz