Výuka základů elektrotechniky na SSIPF Cichnova
Zbyněk Fišer
1/9
Střední škola informatiky, poštovnictví a finančnictví Brno
• SS v Brně-Komín
• Jedná se o velkou střední školu (cca 1400 studentů a cca 140 učitelů)
• Lze u nás studovat technické a finanční maturitní obory, obory s výučním listem a nástavbové maturitní obory
• Maturitní obory:
• Informační technologie (IT)
• Kybernetická bezpečnost (KB)
• Technické lyceum (nový obor od září 2024)
• Informační a zabezpečovací technika (IZT)
• Bankovnictví a pojišťovnictví (BP)
• Bezpečnost dat (BD) o Logistika (LG)
• Web školy: SŠIPF Čichnova
2/9
Nedostatek učitelů v ČR
9 V celé ČR je na všech SŠ asi největší nedostatek učitelů IT, fyziky a matematiky
• Na odborných středních školách je navíc nedostatek učitelů odborných předmětů především v oblasti elektrotechniky, IT, strojírenství, ...
• Větší přehled poskytuje šetření MŠMT: Zpráva MSMT o učitelích v regionech
o Článek věnující se nedostatku učitelů přírodovědných oborů: nedostatek učitelů
• Závěr: Může se stát že učitel učí i předmět, který nemá přímo vystudovaný, nicméně je dobré, aby si učitel na daný předmět "věřil" a měl k danému předmětu nějakou vazbu
(př. učitel M-Bi učí F, jelikož k tomu má "blízko")
3/9
Základní popis předmětu: Základy elektrotechniky (ZE)
Povinný předmět pro všechny technické obory na SSIPF Cichnova
9 Předmět je vyučován primárně v 1. ročníku SS (některé obory mají tento předmět i dalších ročnících)
o Předmět tvoří základ pro další navazující předměty (elektronika, elektrická měření, hardware, ...)
o Obor IT má nově (od š. r. 2024/2025) časovou dotaci 2 h/týden + 1 h/týden cvičení v 1. ročníku (toto učím)
9 Cvičení je koncipováno jako 2h cvičení/2 týdny, kde se měří úlohy pomocí simulací na počítači, ale lze ho využít jako intenzivní počítací cvičení, protože zde je třída půlená
• Obor IZT a ISE (výuční obor) má časovou dotaci 4 h/týden v 1. ročníku (IZT + 1 h/týden ve 4. ročníku)
• Paralelně s tímto předmětem se vyučuje fyzika, která je v 1. a 2. ročníku s dotací 2 h/týden (u maturitních oborů, u ISE jenom v 1. ročníku)
4/9
Učební plán Základů elektrotechniky (2 h/týden)
Úvod - fyz. veličiny a jednotky, stavba hmoty, základní ele. veličiny
Stejnosměrný proud - elektrický odpor a vodivost, Ohmův zákon, Kirchhoffovy zákony, úbytek napětí, elektrická práce a výkon, rezistory a jejich zapojení, elektrické zdroje a náhradní schéma
Základy elektrochemie - elektrolýza a Faradayovy zákony, chem. zdroje
Elektrostatické pole - Coulombův zákon, popis ele. pole, ele. potenciál a napětí, dielektrika, kondenzátory a jejich zapojení
Polovodiče - vlastnosti a druhy polovodičů, polovodičové součástky (dioda, bipolární a unipolární tranzistor)
Magnetické pole - magnetické vlastnosti látek, popis a "zdroje" magnetického pole, účinky magnetického pole, mag. obvody
Elektromagnetická indukce - elmag. indukce, Lenzovo pravidlo, cívky a jejich spojení, vlastní a vzájemná indukčnost
Střídavý proud - sinusové veličiny, fázory, řazení R, L, C prvků
Trojfázový proud - přenos ele. en. střídavým proudem, trojfázová soustava, točivé mag. pole
5/9
Učební plán Základů elektrotechniky - cvičení (1 h/týden)
1.0) Zpracování dat, Excel
1.1) Tvorba protokolu a struktura, Word
1.2) Ovládání simulačního programu
1.3) Měření základních elektrických úloh a jejich vyhodnocení • Procvičování a počítání příkladů
6/9
Důležité poznámky k předmětu
a Předmět Základy elektrotechniky je pro studenty technických oborů důležitý, ale současně je pro ně poměrně náročný
• Probírané učivo z velké části odpovídá gymnaziálnímu kurzu fyziky elektřina a magnetismus, který se standardně probírá až ve 3. ročníku
9 Hlavním problémem je matematická a fyzikální náročnost předmětu (složité vztahy, souvislosti s fyzikou, která se probírá paralelně, řešení soustav rovnic, goniometrické funkce a komplexní čísla, ...)
• Pro některé obory to není maturitní předmět
• Všechny tyto skutečnosti je třeba zvážit při výuce
7/9
Mé poznatky:
• Je dobré studenty upozornit na náročnost předmětu
• Se studenty je třeba hodně počítat, aby získali určitou zručnost (obzvláště v 1. ročníku)
• Důležité je neustále opakovat úplné základy a souvislosti
• Je dobré se zaměřit na důležitá témata a méně důležitá témata probrat stručněji (časová dotace 2 h/týden je poměrně malá a časté opakování bere hodně času, navíc téma je to náročnější)
• Písemky je dobré dělat z menších částí a případně nepsat ze všech témat (je nutné zohlednit časovou dotaci předmětu vzhledem k jiným předmětům - "nezavalit" studenty jedním předmětem)
9 Známky získat na "rozumných" tématech a velmi složitá témata probrat v základu bez zkoušení (poslednípísemku píšu na mag. pole, na další témata jenom přepadovky, je-li to nutné)
• Je nutné zohlednit možnosti a schopnosti studentů dané třídy a případně témata určitým způsobem "upravit" (na SS není možné, aby celá třída propadla)
8/9
Elektřina a magnetismus ve fyzice v 1. ročníku
• Od školního roku 2024/2025 u nás došlo ke změně v učebním oboru KB, který nemá základy elektrotechniky, ale byla navýšena dotace na fyziku
• VI. ročníku mají studenti fyziku s dotací 4 h/týden a musí se probrat mechanika (1. pololetí) a elektřina magnetismus (2. pololetí)
• Jedná se o velký a náročný předmět v 1. ročníku
• Výhoda je ta, že studenti již znají základní pojmy z mechaniky a je se o co "opřít", nicméně stále se jedná o složitější učivo na 1. ročník SS
• Nevýhodou je to, že studenti mají již v 1. ročníku další technické předměty, ve kterých jim v 1. pololetí chybí základy elektrotechniky, protože ve fyzice se to probírá až ve 2. pololetí
o Obsahově se 2. pololetí fyziky podobá osnovám Základům elektrotechniky, jenom je trochu jiné pořadí témat
9/9