Организация и методика проведения
Лабораторных занятий
Организация лабораторных занятий
Лабораторное занятие − это организационная форма обучения, регламентированная по времени и составу (учебная группа, подгруппа), цель которой − сформировать профессиональные умения и навыки в лабораторных условиях с помощью современных технических средств.
На каждое лабораторное занятие обычно выносится одна лабораторная работа, посвященная исследованию какого-либо одного физического явления, устройства, системы или проведению учебного эксперимента по заданной программе на заранее подготовленном оборудовании. Поэтому лабораторные занятия часто называют лабораторными работами.
Основные задачи лабораторных занятий:
− ознакомиться с измерительными приборами, элементами устройств, установками, машинами и процессами, протекающими в них;
− получить навыки обращения с вышеперечисленной аппаратурой и научиться технике экспериментов;
− проверить справедливость основных теоретических положений дисциплины в ходе проведения лабораторных работ;
− научиться оформлять и обобщать результаты исследований;
− приобрести навыки исследовательской работы и ее методики;
− развить навыки контроля и самоконтроля усвоения изучаемых теоретических положений.
Возможность речевого общения между студентами и преподавателем на лабораторных занятиях позволяет студенту научиться кратко, четко, технически грамотно излагать сведения, относящиеся к подготовке, выполнению и оформлению результатов экспериментов.
Началу работ в лаборатории предшествует знакомство с основными организационными положениями и правилами техники безопасности и пожарной безопасности в аудитории для проведения лабораторных занятий, представленными в прил. А, с обязательной подписью в журналах проведения инструктажей.
Студенты, не прошедшие инструктаж по технике безопасности и пожарной безопасности, не допускаются к выполнению лабораторных работ.
Лабораторные работы выполняются бригадами по 2-3 человека на универсальном лабораторном стенде.
Методика проведения лабораторных занятий
К лабораторному занятию допускаются студенты, защитившие отчет о выполненной на предыдущем занятии работе.
К выполнению лабораторной работы на стендах допускаются только подготовленные студенты.
Перед каждой лабораторной работой студенты должны изучить соответствующий раздел дисциплины, уяснить основные теоретические положения, ознакомиться с методическим руководством к данной работе, описанием лабораторного стенда и исследуемых электрических цепей, с порядком обработки полученных результатов.
До начала работы на стенде члены бригады распределяют между собой следующие обязанности: сборку и проверку электрической цепи, включение и отключение питания стенда, регулировку токов и напряжений в ходе эксперимента, переключение приборов на другой предел измерений, поочередное подключение вольтметра к разным участкам цепи, считывание показаний приборов, ведение протокола измерений.
В тетради для ведения протоколов указываются дата проведения работы, номер и наименование работы, список приборов (их типы и пределы измерения); вычерчены схемы электрических цепей, которые предстоит собрать на стенде; подготовлены таблицы для записи экспериментальных и расчетных данных и расчетные формулы; приведен ожидаемый вид графиков и векторных диаграмм. Для построения графиков необходимо иметь при себе листы миллиметровой или клетчатой бумаги.
До начала лабораторных занятий студенты должны подготовить один на бригаду протокол для фиксации результатов измерений.
Прежде чем собирать электрическую цепь, необходимо самостоятельно разобраться в следующих вопросах:
− к каким клеммам подключены необходимые для эксперимента источники питания;
− где размещены электрические устройства, необходимые для сборки исследуемой электрической цепи;
− где расположены устройства регулирования параметров электрической цепи, каковы их положения, соответствующие минимальному и максимальному значению регулируемого параметра, по какому из приборов необходимо контролировать регулируемый параметр;
− какие клеммы приборов, используемых в работе, соответствуют тем или иным точкам электрической схемы;
− какие участки цепи предстоит выполнить гибкими соединительными проводами;
− в какие положения должны быть поставлены переключатели пределов измерений измерительных приборов и какая цена деления будет на каждом из выбранных диапазонов.
При возникновении сомнения в правильности ответа на какой-либо из вышеперечисленных вопросов следует обратиться к преподавателю за разъяснением.
Сборку исследуемых электрических цепей следует начинать с токовых цепей путем образования последовательного контура от одной клеммы источника питания до другой по схеме – сверху вниз, слева направо (по часовой стрелке), а затем собирать параллельные ветви. Для надежности соединения коммутацию цепей следует осуществлять так, чтобы одной клеммой зажималось не более 2-х проводников.
При сборке цепи регулятор выходного напряжения источника ЭДС установить в положения, соответствующие минимальному напряжению на выходе (крайнее положение при вращении против часовой стрелки).
Каждый член бригады должен самостоятельно убедиться в том, что собранная цепь полностью соответствует электрической схеме, а после этого цепь должна быть проверена преподавателем.
При обнаружении в процессе сборки цепи неисправностей в приборах или проводах необходимо сообщить об этом преподавателю.
Включение исследуемой цепи под напряжение и ее предварительное опробование выполняют под наблюдением преподавателя. При опробовании цепи необходимо убедиться в том, что все устройства регулирования работают нормально, а стрелки измерительных приборов не выходят за пределы шкалы.
Если при опробовании цепи постоянного тока стрелка прибора уходит за пределы шкалы в обратном направлении, надо выключить питание и поменять местами провода, подключенные к клеммам прибора.
Эксперимент следует начинать с наблюдения процесса без записей в протокол, при этом отметить пределы изменения всех величин и выбрать удобный масштаб для графиков и количество точек измерений. Затем эксперимент повторяют для каждой точки графика, отсчитывают показания приборов и записывают в таблицу протокола.
Если в ходе эксперимента стрелка какого-либо прибора выходит за пределы шкалы, то надо немедленно выключить питание стенда и либо переключить прибор на больший предел измерений, либо заменить на другой прибор с большим пределом измерения, либо изменить условия эксперимента (например, уменьшить напряжение питания, увеличить сопротивление и т. д.).
В случае выявления неисправности или порчи оборудования (прибора) следует работу временно прекратить и сообщить об этом преподавателю.
Отсчеты показаний приборов рекомендуется производить по возможности одновременно на всех приборах и избегать перерыва начатой серии наблюдений.
Показания приборов и результаты выполненного по ним расчета параметров электрической цепи необходимо представлять в единицах СИ (ампер, вольт, ватт, ом, генри, фарад) или в кратных им величинах с указанием коэффициента кратности, например C = 5 ∙ 10-6 Ф = 5 мкФ.
По ходу эксперимента необходимо анализировать полученные результаты путем сопоставления их с ожидаемыми графиками, векторными диаграммами или путем подстановки их в формулы.
При обнаружении несоответствия полученных и ожидаемых результатов эксперимент необходимо остановить и выяснить причину несоответствия самостоятельно или с помощью преподавателя.
Если работа состоит из нескольких опытов, требующих изменения схемы цепи, то после выполнения каждого опыта следует убедиться в правильности полученных результатов эксперимента и только после этого получить разрешение преподавателя на выполнение следующего опыта.
После окончания всей работы протокол с полученными данными необходимо показать преподавателю, который в случае удовлетворительных результатов эксперимента подписывает протокол и дает разрешение на разборку цепи.
Без разрешения преподавателя разбирать электрическую цепь запрещается. Оценку полученных результатов экспериментов следует сделать самостоятельно.
