- Информационные технологии в математике и электротехнике

Конспект урока «Информационные технологии в математике и электротехнике» по информатике

Государственное бюджетное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

Пермский политехнический колледж имени Н.Г. Славянова













Интегрированное учебное занятие


Информационные технологии

в математике и электротехнике



















Пермь 2014



Цели занятия:

образовательные:

  • способствовать развитию мыслительных операций: аналогия, систематизация, обобщение, наблюдение;

  • формировать умения применять математические знания, знания по информатике в практических задачах ТОЭ;

  • способствовать поддержанию интереса к предметам математики, информатики;

  • формировать умения трудиться;

  • помочь осознать роль знаний в жизни и обучении;

  • стимулировать самостоятельность;

  • работать в коллективе и в команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.


воспитательные:

  • научиться работать в микрогруппе;

  • научиться принимать чужую точку зрения и отстаивать свою;

  • научиться слушать своих товарищей;

  • научиться защищать решение задачи.


Задачи занятия:

  • познакомить с различными способами расчёта

  • использовать прикладные программные средства;

  • выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество,

  • осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач





Ход учебного занятия


  1. Организационный момент

С целью обследования и разрешения проблемных ситуаций из области электротехники, необходимо привлекать знания из математики и информатики. В своём проекте мы хотим показать возможность вести расчёт аналитически и автоматизировано. Зачастую, расчёт заканчивается построением графика частичной суммы ряда Фурье, что выполнить очень сложно. На уроках информатики такие расчёты выполняются намного проще с использованием специализированного программного обеспечения. Подобный расчёт выполняется и при решении профессиональных задач. Привлечение средств информатики даёт быстроту, точность расчёта и наглядность.

Занятие носит прикладной характер (практико-ориентированный).


  1. Объяснение нового материала

    1. Постановка целей и задач занятия

    2. Постановка проблемы

Какой математический аппарат предложить для расчёта цепей с несинусоидальным напряжением?

Мы изучаем ряды Фурье: раскладываем функции в ряд, рассчитывая коэффициенты. А какую роль играют ряды Фурье в электротехнике и как эффективнее выполнить расчёты и построить графики данных функций?

Итогом работы будет сравнение результатов аналитического и автоматизированного расчётов.

Гипотеза: предположим, что метод расчёта цепей с несинусоидальным напряжением на входе при наличии в цепи нелинейных элементов можно произвести с помощью рядов Фурье.

  1. Организация деятельности

Предполагается, проводить работу 3-мя группами.

1-я группа – математики-аналитики

виды работ

  • Подобрать и изучить литературу по данной теме

  • Проконсультироваться с преподавателями по данным вопросам

  • Составить математическую модель задачи


2-я группа – информатики

виды работ

  • Подобрать и изучить литературу по данной теме

  • Проконсультироваться с преподавателями по данным вопросам

  • Выбрать программное обеспечение для работы с числовой информацией

  • Составить информационную модель задачи


3-я группа – электрики

виды работ

  • Подобрать и изучить литературу по данной теме

  • Проконсультироваться с преподавателями по данным вопросам

  • Применить информационную модель задачи для решения профессиональной задачи

  1. Описание

Блок МАТЕМАТИКА

Из курса математики известно, что любая периодическая функция времени удовлетворяющая условиям Дирихле, может быть представлена гармоническим рядом Фурье.

- постоянная составляющая

k-я гармоническая составляющая или сокращенная функция k-я гармоника.

Амплитуда отдельных гармоник не зависит от способа разложения функции в ряд Фурье, в тоже время, начальные фазы отдельных гармоник зависят от начала отсчета времени (начала координат)

Коэффициенты ряда Фурье определяются по формуле.

На практике, исследуемая несинусоидальная функция , обычно задается в виде графической диаграммы или в виде таблицы координат точек (таблично) в интервале одного периода.


Пример 1

Разложить функцию в ряд на промежутке [-







=


=









Итак: , ,

Подставим в формулу:


Вычислим сумму ряда

=



Частичная сумма:





На чертеже график функции

достаточно плотно “обвивает” полную сумму если рассмотреть частичную сумму из 5 членов


то график функции будет еще точнее приближать пунктирные линии. Если членов будет , то линия фактически сольётся с пунктирной и т.д.



Пример 2

Разложить в ряд Фурье функцию двухполупериодного выпрямленного синусоидального тока:

Данная функция является четной, поэтому =0

По формулам находим , .

Вычисления содержат сложные математические расчеты, по этому данную работу выполним с применением ПО.

В результате получим:

Тогда ;;

Получим ряд

или

Блок ИНФОРМАТИКА

Если ряды Фурье могут быть рассчитаны аналитически, то с применением специального программного обеспечения расчёты выполняются наиболее просто.

Среди программ, предназначенных для обработки числовой информации, рассмотрим математический пакет MathCAD.


Математическая задача сводится к построению графика нескольких функций.

Алгоритм:

  1. Задать значение аргумента функции в виде числового ряда

  2. Задать значение функции

  3. Вызвать и заполнить графическую область.

Т.к. задача предусматривает построение четырёх линий, то зададим 4 аргумента и 4 функции.



Блок Теоретические основы электротехники


В электрических устройствах, и в прежде всего в энергетических установках токи и напряжения отличаются от синусоидальных причиной появление не синусоид. Напряжения и токи могут быть как генераторы так и приемники энергии, которые большей частью являются нелинейными, если в цепи действует не синусоидальное напряжение, то расчет таких цепей можно вести применяя ряды Фурье. Ряды Фурье позволяют представить не синусоидальные напряжения и токи в виде постоянной составляющей и ряда гармонических синусоидальных кривых с разными частотами. В этом случае расчет таких цепей возможен.

Математическая модель задачи и её результат перешёл в задачу по электротехнике.

Придавая значения переменным (постоянная составляющая, амплитуда), получаем прикладную задачу.

Прикладная задача

Ом

мГн

Гц

В


2 гармоника

Ом

Ом

В

tg


4 гармоника

Ом

Ом

В

tg



  1. Представление результатов и их оценка

Этап работы

Содержание этапа

Деятельность студента

Деятельность преподавателя

Презентация

Открытый отчёт участников о проделанной работе

Каждый участник проекта индивидуально защищает свою задачу с мультимедийной демонстрацией:

  • формулировка задачи

  • решение задачи (подробное решение сдаёт на отдельном листке)

Преподаватели слушают и задают вопросы в ходе защиты

Оценка результатов работы

Анализ достижения поставленной цели

Оценка индивидуального вклада каждого члена группы в реализацию проекта в целом. Анализ достигнутых результатов, успехов, причин неудач.

Рефлексия

Участвует в коллективном анализе и оценке результатов проекта.

Оценивает свою деятельность по руководству проектом.





Литература

  1. Пахомова Н.Ю. Метод учебного проекта в образовательном учреждении : Пособие для учителей и студентов пед.вузов, - М:АРКТИ, 2005г.

  2. Чечель И.Д Исследовательский проекты в практике обучения. «Практика административной работы в школе» , 6/2003 г.

  3. Богомолов Н.В. практические задания по математике. М.:Высшая школа 1990

  4. Половко, А.М. Matchcad для студента/ А.М.Половко, И.В. Ганичев.- СПб.: «БВХ-Петербург», 2006 – 35

Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. – М.: Гардарики, 2001.


  1. Евдокимов Ф.С. Теоретические основы электротехники. – М.: Высшая школа, 1999.


  1. Попов В.С. Теоретическая электротехника. – М.: Энергоатомиздат, 1990.

  2. Бермант А. Ф., Араманович И. Г. Краткий курс математического анализа для втузов. - М.: Наука, 1967.



Здесь представлен конспект к уроку на тему «Информационные технологии в математике и электротехнике», который Вы можете бесплатно скачать на нашем сайте. Предмет конспекта: Информатика Также здесь Вы можете найти дополнительные учебные материалы и презентации по данной теме, используя которые, Вы сможете еще больше заинтересовать аудиторию и преподнести еще больше полезной информации.

Список похожих конспектов

Информатика и информационные коммуникационные технологии

Информатика и информационные коммуникационные технологии

. Конспект открытого урока. Предмет:. Информатика и информационные. . коммуникационные технологии. Урок разработал и провёл:. ...
Информационные технологии при изучении наглядной геометрии

Информационные технологии при изучении наглядной геометрии

ГБОУ школа №2109. «Алые паруса». План урока в 5 классе. Информационные технологии. при изучении. наглядной геометрии. ...
Информационные технологии

Информационные технологии

. ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ. СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ. ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ. «БУТУРЛИНОВСКИЙ МЕХАНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ...
Телекоммуникационные технологии

Телекоммуникационные технологии

Урок информатики «Решение задач по теме «Телекоммуникационные технологии». Класс: 11 (информационно-технологический). План урока. 1.Вводное слово ...
Сети и сетевые технологии

Сети и сетевые технологии

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ. МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ. КАЛУЖСКОЙ ОБЛАСТИ. ГАОУ СПО «Калужский колледж. информационных технологий и управления». ...
Компьютерные сети и сетевые технологии

Компьютерные сети и сетевые технологии

ПЛАН - КОНСПЕКТ УРОКА. Тема раздела:. Компьютерные сети и сетевые технологии. Тема урока:. Топологии компьютерных сетей. Цель урока:. Формирование ...
Компьютерные презентации с использованием мультимедиа технологии

Компьютерные презентации с использованием мультимедиа технологии

Конспект урока по теме. . «Компьютерные презентации с использованием мультимедиа технологии». Цели урока. : изучение. понятий компьютерные ...
Коммуникационные технологии

Коммуникационные технологии

вучПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКА. «Адресация в сети Интернет». . ФИО (полностью). . . Меркулова Марина Владимировна. . . . Место работы. ...
Информация. Информационные процессы

Информация. Информационные процессы

Министерство образования и науки Хабаровского края. Краевое государственное бюджетное образовательное учреждение. среднего профессионального образования. ...
Информационные процессы

Информационные процессы

ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКА Информационные процессы. . . Предмет. . Информатика и ИКТ. . . . . Класс. . 8. . . . . . ...
Информационные модели. Словесные описания

Информационные модели. Словесные описания

Конспект урока информатики для 6 класса. «Информационные модели. Словесные описания». Цели урока:. расширить представление о моделях и моделировании;. ...
Информационные модели систем управления

Информационные модели систем управления

КОНСПЕКТ УРОКА . ПО ИНФОРМАТИКЕ. Тема урока «. Информационные модели систем управления». Класс. 9. Тема урока. :. «. Информационные модели ...
Информационные модели на графах

Информационные модели на графах

Урок "Информационные модели на графах". Цели урока:. . •расширить представления учащихся о видах информационных моделей;. . •сформировать ...
Информационные модели

Информационные модели

«Информационные модели». Оборудование урока:. УМК Л. Босовой «Информатика-7»: учебник, рабочая тетрадь на печатной основе; распечатки, компьютеры, ...
Интерактивное общение в Интернете. Мультимедиа технологии в Интернете

Интерактивное общение в Интернете. Мультимедиа технологии в Интернете

11 класс. . Тема: Интерактивное общение в Интернете. Мультимедиа технологии в Интернете. . Тип урока: Урок изучение нового материала. . Цели ...
Информационные процессы

Информационные процессы

«Информационные процессы». Дата:. 8.10.2008;. Тема:. . «Информационные процессы»;. Цель:. . Введения понятия информационные процессы и его ...
Информационные процессы

Информационные процессы

Информатика 8 класс Урок № 2. . Технологическая карта урока информатики по теме: «Информационные процессы». Дидактическая цель:. . Ввести понятие ...
Информационные услуги интернета. Интерактивное общение в интернете

Информационные услуги интернета. Интерактивное общение в интернете

Тема урока: Информационные услуги интернета. Интерактивное общение в интернете. Основные задачи:. образовательные. - познакомить учащихся с ...
Информационные процессы

Информационные процессы

План-конспект урока информатики. . «Информационные процессы» (8 класс). Базовый учебник: Семакин И.Г., Залогова Л.А., Русанов С.В. Информатика ...
Информация. Информационные процессы

Информация. Информационные процессы

Урок информатики в 10 классе на тему: «Информация. Информационные процессы». Вид урока:. урок практического применения знаний по теме “Информация” ...

Информация о конспекте

Ваша оценка: Оцените конспект по шкале от 1 до 5 баллов
Дата добавления:28 декабря 2016
Категория:Информатика
Поделись с друзьями:
Скачать конспект