Возникновение проблемы
- При изучении обучающимися раздела “Электрооборудование автомобиля” предмета “Устройство автомобиля” у них должны сформироваться знания и навыки по устройству и принципу действия элементов электрооборудования автомобиля, в том числе и системы зажигания.
- В результате низкого уровня знаний у обучающихся соответствующих разделов физики, формируется боязнь непонимания устройства и принципа действия электрических цепей автомобиля.
- Выпускник, обучавшийся по профессии “Автомеханик”, должен уметь выявлять простейшие неисправности в электрооборудовании автомобиля и устранять их.
Цель разработки
Создание простого по конструкции, малогабаритного, универсального стенда, с помощью которого было бы возможно изучение устройства и принципа работы, как простейших электрических схем, так и более сложных, к которым в частности относится система зажигания автомобиля, по принципу “от простого к сложному” путем последовательной замены одних съемных модулей другими.
Задачи проекта
- Изучение справочной литературы и материалов сети Интернет.
- Анализ собственного опыта преподавания по предмету “Устройство автомобиля”.
- Изучение различных конструкций стендов аналогичного назначения в учебных заведениях НПО и ВПО.
- Эскизная проработка возможных вариантов реализации.
- Определение необходимых материалов и комплектующих для изготовления стенда.
- Определения технологической последовательности изготовления стенда.
Банк идей
- Изображение на доске простейшей электрической цепи и подробный разбор принципа действия схемы.
- Сборка простейшей электрической цепи из реальных элементов методом навесного монтажа и анализ работы схемы.
- Изготовление стенда по системе зажигания с постоянно закрепленными деталями, соединенными в соответствии со схемой.
- Изготовление универсального стенда, конструкция которого должна отличаться простотой и в то же время многофункциональностью.
Анализ идей
1 идея: Изображение на доске простейшей электрической цепи и подробный разбор принципа действия схемы (Рисунок 1).
Достоинство: Простота реализации. Не требуются дополнительные комплектующие и расходные материалы. Возможно проведение урока в любом кабинете, где имеется школьная доска.
Недостаток: Низкая наглядность, т.к. элементы схемы изображаются с помощью условных графических обозначений, что вызывает трудности у обучающихся при работе с реальными узлами электросхем автомобиля.
2 идея: Сборка простейшей электрической цепи из реальных элементов методом навесного монтажа и анализ работы схемы.
Достоинство: Относительная простота реализации.
Недостаток: Возможность ошибочных соединений при сборке схемы. Необходимо наличие свободного места на столе учителя. Каждый раз заново приходится выполнять соединения, на что тратится время урока.
3 идея:: Изготовление стенда по системе зажигания с постоянно закрепленными деталями, соединенными в соответствии со схемой (Рисунок 2, Рисунок 3).
Достоинство: Все приборы системы зажигания закреплены на стенде и соединены между собой. Стенд закреплен на стене в учебном кабинете.
Недостаток: Невозможность реализации принципа обучения “от простого к сложному”. На основании стенда нельзя собрать другую электрическую цепь.
4 идея: Изготовление универсального стенда, конструкция которого должна отличаться простотой и в то же время многофункциональностью.
Достоинство: Возможность реализации принципа обучения “от простого к сложному”. Оперативность изменения схемы заменой модулей. Возможность сборки электросхем различных потребителей на автомобиле.
Недостаток: Необходимость наличия набора соответствующих модулей для сборки конкретных электрических схем автомобиля.
Проведя анализ идей, было принято решение о разработке конструкции и изготовлении универсального многофункционального стенда (Рисунок 4).
Этапы реализации идеи
- Эскизная проработка компоновки стенда.
- Подбор материалов и комплектующих для изготовления стенда.
- Изготовление стенда.
- Подбор материалов и комплектующих для изготовления съемных модулей.
- Изготовление съемных модулей.
- Проверка работоспособности отдельных модулей и стенда в целом.
- Испытание эффективности использования стенда при проведении уроков.
Изготовление стенда
Изготовление основания стенда выполняется из деревянных брусков и листа фанеры по технологической карте (Таблица 1).
Таблица 1
Технологическая карта на изготовление стенда
| № | Операция | Материалы | Кол-во |
| 1 | Изготовление основы стенда. | Деревянные бруски 30х30 и фанера s=4 | L=2м 600х500 |
| 2 | Окраска стенда. | Эмаль серого цвета | 0,4 кг |
| 3 | Разметка и сверление отверстий под приборные зажимы, установка зажимов. | Приборные зажимы | 8 шт. |
| 4 | Соединение зажимов с обратной стороны в соответствии со схемой. | Провод медный луженый Ø1 мм. | L=2м |
| 5 | Разметка и нанесение разноцветных линий соединения зажимов на лицевой стороне. Нанесение названия стенда. | Маркеры синего и красного цвета. | 2 шт. |
Основа стенда
Основа стенда изготовлена из деревянных брусков (Рисунок 5). Сверху основа закрыта фанерой.
По эскизной проработке просверлены отверстия и установлены приборные зажимы, соединенные с обратной стороны проводниками.
Съёмные модули стенда (Рисунок 6).
- Модуль “лампа накаливания” – 1 шт.
- Модуль “предохранитель” – 1 шт.
- Модуль “включатель” – 2 шт.
- Модуль “замок зажигания” – 1 шт.
- Модуль “прерыватель-распределитель” – 1 шт.
- Модуль “катушка зажигания” – 1 шт.
Со стендом можно использовать и другие (дополнительно изготовленные) модули с элементами электрооборудования автомобиля.
Изготовление модуля
Изготовление модуля стенда выполняется из листового текстолита путем закрепления на основе комплектующих будущей схемы и соединением их с контактными пластинами с помощью заклепок и навесным монтажом проводниками по технологической карте (Таблица 2).
Таблица 2
Технологическая карта на изготовление модуля
| № | Операция | Материалы | Кол-во |
| 1 | Изготовление основы модуля. | Текстолит листовой s=6 | 600х500 – 1 шт |
| 2 | Разметка и сверление отверстий для крепления элементов на модуле и модуля на зажимах. | Станок сверлильный, сверла Ø3 мм, Ø8 мм. | |
| 3 | Установка и закрепление элементов на модуле, соединение их с контактными пластинами. | Заклепки Ø3 мм. Лист стальной s=0,7 мм (полосы шириной 12 мм.) | 28 шт. 200х300 |
| 4 | Выполнение навесных соединений на модулях. | Провод медный многожильный Ø75 мм², провод высоковольтный | L=0,1м L=0,2м |
Работа со стендом
- 1 этап: Сборка простейшей электрической цепи, состоящей из источника
тока, предохранителя, выключателя и лампочки (Рисунок 7).
- 2 этап:
Сборка электрической цепи, состоящей из источника тока, двух выключателей и лампочки (Рисунок 8).- 3 этап:
Замена верхнего модуля с включателем на модуль с замком зажигания (Рисунок 9).- 4 этап:
Замена нижнего модуля с включателем на модуль с прерывателем-распределителем (Рисунок 10).- 5 этап:
Замена модуля с лампой накаливания на модуль с катушкой зажигания и свечой (Рисунок 11).
Анализ разработки
Созданный универсальный стенд позволил реализовать принцип обучения “от простого к сложному” при изучении устройства и принципа работы как простейших электрических схем, так и более сложных, к которым в частности относится система зажигания автомобиля.
Цель разработки проекта достигнута.
Результаты выполнения проекта
Представленный в проекте стенд с успехом применяется на уроках спецтехнологии в Североморском технологическом колледже.
В 2008 году стенд был представлен на областной смотр-конкурс, посвященный 70-летию Мурманской области. В номинации “Учебные наглядные пособия” занял второе место (Рисунок 12).
Список литературы
- Росс Твег.