Реализация проекта «Инженерный класс в московской школе» в ЦТПО МГТУ им. Н.Э. Баумана

Дата: 28.01.2021
Автор: МГТУ

Преподавание курса «Основы радиоэлектроники» в рамках реализации проекта  «Инженерный класс в московской школе» на базе Центра технологической поддержки образования мгту им. Н. Э. Баумана и ГБОУ «Бауманская инженерная школа № 1580»

Сокольский В.П., Козьмин Е.В., Соковишин В.В.,

  МГТУ им. Н. Э. Баумана, ГБОУ «Бауманская инженерная школа № 1580, Москва

Реализация проекта Департамента образования и науки г. Москвы «Инженерный класс в московской школе» предусматривает много разнообразных способов: внедрение в программы базового учебного плана профильных составляющих, разработка программ базового учебного плана углублённого уровня, интеграция основного и дополнительного образования, разработка программ дополнительного образования технической направленности. Одной из таких программ является программа «Основы радиоэлектроники», реализуемая на базе ГБОУ «Бауманская инженерная школа № 1580» в рамках договора сетевого взаимодействия школы с Центром технологической поддержки образования МГТУ им. Н. Э. Баумана (ЦТПО) [1].

Программа рассчитана на обучающихся 9-11 классов и включает в себя разделы: «Радиоэлектронные системы и компоненты», «Виды сигналов», «Генерация и обработка сигнала», «Цифровые устройства и микропроцессоры», «Проектирование и изготовление электрических плат». Общий объём программы – 56 часов.  Ниже приводится содержание разделов программы.

Содержание программы.

  1. Радиоэлектронные системы и компоненты

Основные понятия. Радиоматериалы и радиокомпоненты. Основы теории цепей. Электродинамика. Моделирование радиотехнических схем. Технологии приборостроения. Статическая радиотехника. Радиоавтоматика. Цифровые устройства и микропроцессоры.

  1. Генерация и обработка сигнала

Основы теории поля. Распространение электромагнитных волн. Устройство СВЧ и антенны. Радиотехнические цепи и сигналы. Устройства генерирования и формирования сигналов. Цифровая обработка сигналов. Устройства приема и преобразования. сигнала. Основы теории передачи информации. Теоретические основы радиолокации. Основы радионавигации. Комплексы обнаружения и сопровождения. Спутниковые системы связи. Основы телевидения. Сотовые системы связи. Шумоподобные сигналы.

  1. Проектирование и изготовление электрических плат

Схемотехника. Электропреобразовательные устройства. Основы компьютерного проектирования и моделирования схем. Основы конструирования и производства радиоэлектронных средств. Микропроцессорные системы. Основы лазерной техники.

  1. Микропроцессоры

Программируемые элементы. Управление датчиками и считывание с них информации. Управление динамическими элементами системы. Написание протоколов работы системы.

Занятия делятся на теоретические и лабораторный практикум. Все занятия проводятся на базе лаборатории ЦТПО МГТУ им. Н. Э. Баумана с использованием соответствующего оборудования и расходных материалов. Для реализации данной образовательной программы была произведена закупка материалов и комплектующих: набор щупов, паяльники с регулятором, припой, флюс паяльный, хлорное железо, стеклотекстолит, лабораторный комплект «Радиоконструктор», комплект для изучения полупроводников (диоды), комплект для изучения полупроводников (транзисторы и тиристоры), комплект для изучения полупроводников (оптоэлектроника), комплект для изучения полупроводников (микросхемы), Стартовый набор – Уровень 1 (Основы электроники), набор по электронике «Изучаем Arduino», электронный конструктор «Основы cхемотехники» — серия Азбука электронщика. С целью соблюдения техники безопасности также были куплены защитные очки и лупа-очки для пайки. Определенные сложности возникли в период дистанционного обучения, поскольку занятия предусматривают практику, без которой теряется интерес обучающихся. Практические занятия были частично реализованы с помощью программы TinkerCad [2].

Для ознакомления с курсом предусмотрено проведение краткосрочного практико-ориентированного спецкурса объёмом 6 часов. По результатам обучения  на краткосрочном спецкурсе обучающиеся принимаются на углублённый курс. Ниже приводится планирование краткосрочного спецкурса:

 

п/п

Темы занятий Содержание теоретического и практического занятия,  используемые образовательные технологии.
1.1 Тема №1.

Сборка первого схемы. Управление датчиками.

 

 

Знакомство с основами пайки, понятиями флюса и припоя, изучение некоторых радиоэлектронных компонентов.
1.2 Тема №2.

Комбинации компонентов, гальваническая развязка.

 

 

Изучение понятия “гальваническая развязка”, изучение некоторых радиоэлектронных компонентов и их комбинаций
1.3 Тема №3.

Разработка и изготовление плат.

 

 

Изучение способов изготовления электрических плат, практическое изучение технологии ЛУТ, практическое изучение монтажа радиокомпонентов на плату.

В процессе изучения курса «Основы радиоэлектроники» предусмотрена рекомендация отдельным обучающимся войти в сборную команду школы на чемпионат WorldSkills в номинацию «Электроника».Литература

В целом, изучение курса «Основы радиоэлектроники» предусматривает, наряду с курсом «Физический практикум», более качественную подготовку будущего студента технического вуза, а также помогает завтрашним выпускникам в дальнейшем выборе профессии.

  1. Кравцов А.В., Соковишин В.В. Роль центра технологической поддержки образования МГТУ им. Н.Э. Баумана в системе непрерывного инженерного образования. «Управление качеством инженерного образования. Возможности вузов и потребности промышленности»: Тезисы докладов второй международной научно-практической конференции: Москва, 23–25 июня 2016 г. / Отв. ред. Е.В. Смирнова. — М.: Изд-во НУК ИУ МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016., стр. 209-211.
  2. https://www.tinkercad.com/

Выходные данные сборника: Стратегии развития современной науки: Сборник научных статей. Ч. V /
Научный ред. канд. пед. наук, доц. М.В. Веденькина. – М.: Издательство
«Перо», 2020. – 193 с.

 

 

МГТУ «СТАНКИН»
Тихвинская ул. 39 стр.25
ПАРТНЕРТСКИЕ
ПРОЕКТЫ