ОП.05 "Электротехнические материалы" Учебная дисциплина является частью программы подготовки специалистов среднего звена в соответствии с ФГОС СПО

СПб ГБ ПОУ «Малоохтинский колледж»

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЕЙ

ОП.05 Электротехнические материалы

для специальности 08.02.09

Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий

Санкт-петербург

2017

Методические рекомендации для преподавателей охватывают обще-методические вопросы ведения учебной дисциплины, организации промежуточной аттестации, планирования учебной работы и т. д., предлагают технологии работы преподавателя по подготовке к учебным занятиям, освещают вопросы методики преподавания учебной дисциплины, применения образовательных технологий.

Разработчики:   Варин А.Н., преподаватель

2

Содержание
1. Требования к содержанию дисциплины	4
2. Перечень элементов учебно-методического комплекса	6

3.    Методические рекомендации по проведению лекционных 6 занятий

4.	Методические рекомендации по проведению практических	8
занятий
5.	Применение активных и интерактивных технологий	9
6.	Методические рекомендации по оценке и контролю	10
знаний студентов
7.	Рекомендации по проведению зачета, экзамена	11

3

1.     Требования к содержанию дисциплины

Учебная дисциплина Электротехнические материалы является частью программы подготовки специалистов среднего звена в соответствии с ФГОС СПО и рассчитана на студентов второго курса специальности:

08.02.09 Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования

промышленных и гражданских зданий

Учебная дисциплина входит в цикл общепрофессиональных дисциплин.

Преподавание дисциплины Электротехнические материалы предполагает проведение лекционных и практических занятий, самостоятельную работу студентов, направляемую преподавателем.

Требования ФГОС СПО к результатам освоения дисциплины:

В  результате изучения учебной дисциплины обучающийся должен: знать:

роль и место дисциплины при освоении профессиональной образовательной программы по специальности и сферу профессиональной деятельности;

общую классификацию электротехнических материалов, их свойства, область применения;

классификацию углеродистых сталей по назначению и качеству;

характеристики сталей, связь между структурой сплава и его механическими, физическими и технологическими свойствами;

электрические характеристики твердых диэлектриков, изоляционных масел;

электрические характеристики полимерных, поликонденсационных диэлектриков, компаундов, волокнистых и минеральных диэлектриков;

свойства и применение различных материалов в электротехнической промышленности;

электрические и механические характеристики фарфора и стекла;

способы испытаний на растяжение, изгиб, сжатие, ударной вязкости, значения тепловых и физико-химических свойств диэлектриков при их эксплуатации;

требования, предъявляемые к проводниковым, контактным материалам, их свойства, способы получения, марки по ГОСТу и их применение;

назначение, маркировку, материалы токоведущих жил проводов и кабелей

4

уметь:

производить выбор электротехнических материалов на основе их характеристик;

определять электрическую прочность диэлектрических материалов (твердых, жидких, газообразных);

оформлять       расчетно-практические        работы        в        соответствии        с

действующей нормативной базой;

пользоваться нормативной и справочной литературой для вычисления

параметров и характеристик электротехнических материалов;

определять удельное сопротивление твердых диэлектриков;

определять и сравнивать с табличными данными после испытаний прочности различных диэлектрических материалов (твердых, жидких, газообразных);

различать по внешним признакам и применять в конкретных узлах электротехнических устройств широко распространенные диэлектрики;

выбирать конкретный диэлектрический материал для электротехнических устройств;

характеризовать: полупроводниковые материалы по их положению в периодической системе Д.И. Менделеева; общие электрические и механические свойства металлов, металлических сплавов, диэлектрических материалов, неорганических и органических диэлектриков; строение и свойства электротехнических материалов;

проводить расчеты электрических и механических характеристик по формулам;

осуществлять самостоятельный поиск информации с использованием различных источников (справочных, научных и научно-популярных изданий, компьютерных баз данных , ресурсов Интернета); использовать компьютерные технологии для обработки и передачи информации и ее представления в различных формах;

использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни:

для  понимания  глобальных  проблем,  стоящих  перед  человечеством:

экологических, энергетических и сырьевых;

объяснения электромагнитных явлений, происходящих в природе, быту и на производстве;

экологически грамотного поведения в окружающей среде;

оценки влияния химического загрязнения окружающей среды на организм человека и другие живые организмы;

5

безопасной работы с веществами в лаборатории, быту и на производстве;

определения возможности протекания химических превращений в различных условиях и оценки их последствий;

распознавания и идентификации важнейших веществ и материалов; оценки качества питьевой воды и отдельных пищевых продуктов;

критической оценки достоверности информации, поступающей из различных источников.

2.   Перечень элементов учебно-методического комплекса: Нормативный блок:

1.Рабочая программа учебной дисциплины.

2.Учебно-методическое обеспечение дисциплины по видам занятий в соответствии с рабочей программой.

Теоретический блок: Конспекты лекций

Практический блок: Практические работы:

Практическое занятие №1 Механические испытания электротехнических материалов на растяжение и сжатие.

Практическое занятие №2

Определение ударной вязкости материалов

Практическое занятие №3 Определение твердости материалов

Практическое занятие №4

Определение удельного объемного и поверхностного сопротивления твердых диэлектриков.

Практическое занятие №5 Определение электрической прочности твердых диэлектриков

Практическое занятие №6 Определение электрической прочности жидких диэлектриков

Практическое занятие №7 Определение электрической прочности воздуха

1.       Расчеты механических характеристик электротехнических материалов (предел прочности на растяжение, ударную вязкость, твердость) по формулам.

2.           Расчеты электрических характеристик (удельного объемного и поверхностного сопротивления) твердых диэлектрических материалов, определение электрической прочности твердых, жидких и газообразных диэлектриков по формулам.

3.   Решение задач.

Блок оценочно-диагностических средств и контрольно-измерительных материалов:

6

-фонд оценочных средств, включающий вопросы устного опроса, тестовые задания для текущего контроля, вопросы для промежуточной аттестации по учебной дисциплине.

Методический блок:

-   методические рекомендации по учебной дисциплине для преподавателя;

-   методические рекомендации по учебной дисциплине для студентов.

3.   Методические рекомендации по проведению лекционных занятий Основная дидактическая цель лекции — обеспечение ориентировочной

основы для дальнейшего усвоения учебного материала.

Дидактические принципы лекции:

-        принцип научности (предполагает воспитание диалектического подхода к изучаемым предметам и явлениям, диалектического мышления, формирование правильных представлений, научных понятий и умения точно выразить их в определениях и терминах, принятых в науке);

-    принцип связи теории с практикой (выражается в раскрытии связи теоретических закономерностей и знаний с их практическим применением);

-       принцип систематичности и последовательности (выражается в построении логической модели лекции с выделением опорных пунктов, правильном соотношении теоретического и фактического материала, в гармонии структурных составных частей (вступление, основная часть, заключение), четком выделении центральных идей, формулировке выводов, установлении связей с другими предметами, взаимосвязи понятий и тем, индуктивного и дедуктивного способов изложения).

Функции лекции:

Информационная функция – лекция знакомит студента с логично структурированным основным содержанием учебной темы через раскрытие научных фактов и явлений, основных положений и выводов, законов и закономерностей в их последовательной доказательности.

Ориентирующая функция – лекция управляет профессионально-мотивационной направленностью студентов через отбор основных источников содержания, анализ различных научных школ и теорий.

Методологическая функция – преподаватель руководит научным мышлением студента через раскрытие методов исследования, сравнение и сопоставление принципов, предпосылок, подходов и приемом научного поиска; формирует понятийный аппарат студента.

Управляющая функция – проявляется в педагогическом руководстве процессом познания, активизацией мыслительной деятельности студентов, развитием их восприятия и памяти.

Увлекающая (воодушевляющая) функция – лекция формирует у студента эмоционально-оценочное отношение к предмету изучения, внутреннюю мотивацию на познание предъявляемого объема сведений.

Виды лекций:

7

Информационная лекция. В информативной лекции содержание непосредственно передается преподавателем в готовом виде через монолог. Это самый распространенный тип лекции, поскольку требует меньше всего затрат времени на подготовку. Данный тип лекции оптимален, когда материал «разбросан» по разным источникам информации, недоступен студенту, труден для понимания, или это совершенно новый материал.

Проблемная лекция. В проблемной лекции иллюстрируется какая-либо научная или практическая проблема: ее появление, направление, способы решения, а также последствия этого решения. Рассуждая, лектор публично демонстрирует процесс решения мыслительной задачи, что ценно для обучения студентов навыкам мыслительных действий.

Для каких тем следует использовать проблемные лекции – решать самому преподавателю, но предпочтительно излагать в проблемном ключе основной вопрос или основные понятия любой темы.

Лекция-визуализация. Реализует дидактический принцип наглядности через использование визуальных и аудио-визуальных технических средств предъявления информации.

Выделяют несколько типов учебных фильмов:

а) иллюстративно-просветительские (для повышения наглядности и обобщения материала),

б) научно-популярные(для возбуждения интереса к учебной дисциплине),

в) научные (для наглядного представления динамики разнообразных процессов и явлений).

В   зависимости от типа учебного фильма, который демонстрируется на лекции, лекции-визуализации могут проводиться в начале преподавания нового учебного предмета, в процессе изучения предмета и для обобщения знаний по предмету.

Лекция – беседа, или «диалог с аудиторией», наиболее распространенная и сравнительно простая форма активного вовлечения слушателей в учебный процесс. Она предполагает непосредственный контакт преподавателя с аудиторией. Ее преимущество состоит в том, что она позволяет привлекать внимание слушателей к наиболее важным вопросам темы, определять содержание и темп изложения учебного материала с учетом особенностей аудитории. Участие студентов в лекции – беседе обеспечивается вопросами к аудитории, которые могут быть как элементарными, так и проблемными. Вопросы могут как предварять информационный блок, так и резюмировать содержание блока.

Лекция – дискуссия предполагает организованный преподавателем свободный обмен мнениями в интервалах между логическими разделами лекции.

Вне зависимости от типа к лекции предъявляются следующие требования:

8

1)                высокий научный уровень излагаемой информации, имеющей, как правило, мировоззренческое значение;

2)                объем научной информации должен быть четко систематизирован и методически проработан;

3)                высказываемые суждения доказательны, аргументированы;

4)                лекционный материал должен быть доступен для понимания;

5)                  вводимые термины и названия должны быть разъяснены;

6)                главные мысли и положения должны быть выделены, формулировки выводов четкие, лаконичные;

7)                студентам должна быть предоставлена возможность слушать, осмысливать и кратко записывать информацию;

8)                организация обратной связи на лекции (прямые вопросы к аудитории, совместное размышление вслух, письменный опрос и т.д.);

9)                использование дидактических материалов, средств наглядности, в т. ч. технических.

4.   Методические рекомендации по проведению практических занятий Ведущей дидактической целью практических занятий является

формирование практических умений - профессиональных или учебных, необходимых в последующей учебной и профессиональной деятельности.

В         соответствии с ведущей дидактической целью содержанием практических занятий является решение разного рода задач, в том числе

профессиональных (анализ проблемных ситуаций, решение ситуационных производственных задач, выполнение профессиональных функций в учебных и деловых играх и т.п.)

Наряду с формированием умений и навыков в процессе практических занятий обобщаются, систематизируются, углубляются и конкретизируются теоретические знания, вырабатывается способность и готовность

использовать теоретические знания на практике, развиваются интеллектуальные умения.

Для повышения эффективности проведения практических занятий рекомендуется:

- подчинение методики проведения занятий ведущим дидактическим целям с соответствующими установками для студентов;

- использование в практике преподавания активных методов обучения;

- применение коллективных и групповых форм работы, максимальное использование индивидуальных форм с целью повышения ответственности каждого студента за самостоятельное выполнение полного объема работ;

- проведение занятий на повышенном уровне трудности с включением в них заданий, связанных с выбором студентами условий выполнения работы, конкретизацией целей, самостоятельным отбором необходимых методов и средств решения задач;

9

-                     подбор дополнительных задач и заданий для студентов, работающих в более быстром темпе, для эффективного использования времени, отводимого на занятии и т.д.

Правила выполнения практической работы Практическая работа выполняется в три этапа:

1   этап –Подготовка к эксперименту. 2этап – Выполнение эксперимента.

3этап – Подготовка отчёта по работе и выполнение заданий

5.   Применение активных и интерактивных технологий

Учебный процесс по учебной дисциплине проводится с использованием как традиционных (лекции, семинары, практические занятия, лабораторные работы в специализированных кабинетах, работа в библиотеках и т. п.), так и инновационных (использование мультимедийных средств, интерактивное обучение, работа в сети Интернет, творческие конкурсы и т. п.) форм и технологий образования. Основной образовательной технологией выступает модульно-тестовая система.

Реализация компетентностного подхода предусматривает широкое использование в учебном процессе активных и интерактивных форм проведения занятий (деловых и ролевых игр, разборов конкретных ситуаций)

в     сочетании с внеаудиторной работой с целью формирования и развития профессиональных навыков обучающихся.

6.   Методические рекомендации по оценке и контролю знаний студентов Критерии оценки устного ответа к дифференцированному зачету:

Оценка «отлично» - ставится, если студент полно, логично, осознанно излагает материал, выделяет главное, аргументирует свою точку зрения на ту или иную проблему, имеет системные полные знания и умения по поставленному вопросу.

Оценка «хорошо» - ставится, если студент допустил малозначительные ошибки, или недостаточно полно раскрыл содержание вопроса, а затем не мог в процессе беседы самостоятельно дать необходимые поправки и дополнения, или не обнаружил какое-либо из необходимых для раскрытия данного вопроса умения.

Оценка «удовлетворительно» - ставится, если в ответе допущены значительные ошибки, или в нем не раскрыты некоторые существенные аспекты содержания, или студент не смог показать необходимые умения.

Оценка «неудовлетворительно» - ставится, если в ответе допускаться значительные ошибки, свидетельствующие о недостаточном уровне подготовке студента.

Критерии оценки знаний студентов к практическим работам Отлично:

10

-       полно раскрыто содержание материала в объёме программы;

-       четко и правильно даны определения и раскрыто содержание;

-       приведены доказательства, аргументы;

-       ответсамостоятельный, при ответе использованы знания, приобретенные ранее;

-       твердые практические навыки.

Хорошо:

-       раскрыто основное содержание материала;

-       в основном правильно даны определения, понятия;

-       ответ самостоятельный;

-       материал изложен неполно, при ответе допущены неточности, нарушения последовательность изложения;

-       допущены небольшие неточности при выводах и использовании терминов;

-       практические навыки не твердые.

Удовлетворительно:

-       усвоено основное содержание материала, но изложено фрагментарно, не всегда последовательно;

-       определения и понятия даны не четко;

-       допущены ошибки при выводах и аргументации;

-       неумение использовать знания полученные ранее;

-       практические навыки слабые.

Неудовлетворительно:

-       основное содержание учебного материала не раскрыто;

-       допущены грубые ошибки в определениях;

-       нет доказательств, аргументации;

-       нет практических навыков в использовании материала. Критерии оценки сообщений

Оценка 5 - обозначена проблема и обоснована её актуальность, сделан краткий анализ различных точек зрения на рассматриваемую проблему и логично изложена собственная позиция, сформулированы выводы, тема раскрыта полностью, выдержан объём, соблюдены требования к внешнему оформлению, даны правильные ответы на дополнительные вопросы.

Оценка 4 – основные требования к сообщению и его защите выполнены, но при этом допущены недочёты. В частности, имеются неточности в изложении материала; отсутствует логическая последовательность в суждениях; не выдержан объём сообщения; имеются упущения в оформлении; на дополнительные вопросы при защите даны неполные ответы.

Оценка 3 – имеются существенные отступления от требований. В частности: тема освещена лишь частично; допущены фактические ошибки в содержании сообщения или при ответе на дополнительные вопросы; во время защиты отсутствует вывод.

11

Оценка 2 – тема сообщения не раскрыта, обнаруживается существенное непонимание проблемы.

Критерии оценки тестовых заданий Процент выполнения задания/Отметка 95% и более - отлично 80-94%% - хорошо

66-79%% - удовлетворительно

менее 66% - неудовлетворительно

7.   Рекомендации по проведению зачета

Зачет по дисциплине «Электротехнические материалы» проводится в устной форме (теоретические вопросы). Сложность вопросов соответствует базовому компоненту действующей учебной программы дисциплины «Электротехнические материалы».

Вопросы охватывают материал разделов дисциплины «Электротехнические материалы» изученных в 4 семестре.

Вопросы для зачёта по электротехническим материалам

1.Классификация электрических материалов. Механические характеристики.

2.Прочность при растяжении, сжатии и изгибе. Ударная вязкость.

3.Типы кристаллических решёток, дефекты их строения.

4.Процесс кристаллизации чистых металлов и сплавов. Кривые нагревания и охлаждения чистого железа. Критические точки.

5.Классификация сплавов и их свойства. Понятие о диаграмме состояния сплавов.

6.Сплавы железа с углеродом. Деление железоуглеродистых сплавов на стали

и     чугуны. Способы получения чугуна и стали. Классификация сталей по назначению.

7.Легированные стали, их назначение и применение. Маркировка легированных сталей.

8.Чугун его свойства. Влияние примесей на структуру чугуна. Серые и белые чугуны, их свойства и область применения.

9.Электрические характеристики. Электропроводимость и факторы, влияющие на проводимость. Удельное сопротивление. Единицы измерения. Диэлектрическая проницаемость. Тангенс угла диэлектрических потерь. Электрическая прочность диэлектрических материалов.

10.Тепловые характеристики: температура плавления, вспышки и размягчения материалов, теплостойкость, морозостойкость, температурные коэффициенты.

11.Физико-химические характеристики: кислотное число, вязкость, влагостойкость и химическая стойкость материалов. Способы и устройства для испытания.

12.Проводниковые материалы высокой проводимости. Проводниковая медь. Свойства меди, марки, применение. Сплавы меди, бронза и латуни. Свойства

и   применение.

12

13.Проводниковые материалы высокой проводимости. Алюминий. Получение, физические, механические и электрические свойства алюминия. Марки алюминия и его применение. Серебро. Электрические свойства серебра и его применение.

14.Проводниковые     материалы   с    большим   удельным   сопротивлением.

Вольфрам, манганин, константан, нихром: свойства, марки и применение.

15.Обмоточные и установочные провода. Их виды. Маркировка. Изолирующие материалы, применяемые для обмоточных и установочных приборов.

16.Контакты, контактные материалы. Определение контакта. Разновидности контактов: неподвижные, разрывные, скользящие. Устройство контактов и требования, предъявляемые к ним. Материалы и сплавы, применяемые для различных контактов.

17.Припои и флюсы. Технологические требования, предъявляемые к пайке и припоям. Классификация припоев по температуре плавления. Метала и сплавы, применяемые в припоях. Маркировка припоев. Флюсы. Назначение и требования, предъявляемые к ним. Маркировка флюсов.

18.Металлокерамические, электро-угольные материалы и изделия. Порошковая металлургия. Компоненты металлокерамических изделий, способы получения и применения. Компоненты электро-угольных изделий. Свойства и применение изделий.

19.Классификация диэлектрических материалов. Электропроводимость и пробой твёрдых, жидких и газообразных диэлектриков. Электрический и тепловой пробой.

20.Жидкие диэлектрики. Нефтяные и электроизоляционные масла, технология их получения. Классификация, электрические характеристики трансформаторного, кабельного и конденсаторного масел. Жидкие синтетические диэлектрики.

21.Роль газообразных диэлектриков в электротехнических установках и их электрические характеристики. Электропроводимость газов. Применение

газообразных диэлектриков (воздух, азот, водород, элегаз, фреон) в электротехнических устройствах.

22.Твёрдые    полимеризационные   диэлектрики.   Полиэтилен,   полистирол,

поливинилхлорид, поливинилхлоридный пластикат. Электрические, механические и тепловые характеристики. Основные свойства и применение.

23.Твёрдые поликонденсационные диэлектрики. Эпоксидные, фенолформальдегидные, глифталевые диэлектрики.

24.Нагревастойкие высокополимерные диэлектрики. Кремнийорганические полиамидные диэлектрики и фторопласт-4, их получение, свойства и применение.

25.Электроизоляционные резины. Натуральный и синтетический каучуки, их недостатки. Технология процесса вулканизации. Применение резины в электрической промышленности.

13

26.Компаунды, лаки, эмали. Понятия о лаках. Состав и классификация лаков. Требования, предъявляемые к лакам. Область применения. Эмали, состав и свойства. Применение. Понятия о компаундах. Назначение компаундов, их применение.

27.Волокнистые электроизоляционные материалы. Виды волокон: природные, синтетические, искусственные. Дерево, обработка и применение. 28.Электроизоляционные бумаги и картоны, технология получения, и применение. Технология получения фибры и её применение.

29.Текстильные электроизоляционные материалы. Технические требования и применение. Гибкие электроизоляционные материалы. Лакоткани, лакированные трубки, ленты. Технология изготовления, их применения.

30.Понятия о пластмассах. Основные особенности пластмасс. Технология получения, состав. Свойства и область применения. Слоистые пластики, особенности их получения и применения.

31.Электроизоляционная слюда и слюдяные материалы. Слюда и её разновидности, состав, область применения. Изоляционные материалы на основе слюды: микролиты, слюдиниты, микафолий. Применение в электротехнике.

32.Электрокерамические и силикатные материалы. Состав стекла. Способы получения характеристики. Кварц . Кварцевое стекло. Применение изделий из силикатных и кварцевых стёкол в электрической промышленности.

33.Электротехнический фарфор. Технология изготовления керамических изделий. Основные электрические и механические характеристики фарфора. Разновидности изделий и их применения.

34.Минеральные диэлектрики: асбест и асбоцемент, их свойства и характеристика. Изделия из асбеста и асбоцемента, их применение.

35.Обмоточные провода, их виды. Маркировка, разновидности изолирующих материалов, применяемые для обмоточных проводов.

36.Монтажные    провода   и   кабели.   Определение   монтажного   провода.

Назначение, маркировка и применение.

37.Установочные провода. Назначение, маркировка. Изолирующие материалы, применяемые для установочных проводов.

38.Силовые      кабели.    Классификация    силовых    кабелей.       Маркировка.

Применение.

39.Контрольные кабели: исполнения, применения, маркировка. Специальные кабели, классификация и маркировка.

40.Металлические магнитные материалы, требования, предъявляемые к ним. Чистое техническое железо, его характеристики. Электротехническая сталь её состав, основные характеристики.

41.Ферриты. Характерные свойства ферритов. Их состав и структура.

Технология изготовления изделий из ферритов.

14

15

Краткое описание документа:

Учебная дисциплина Электротехнические материалы является частью программы подготовки специалистов среднего звена в соответствии с ФГОС СПО и рассчитана на студентов второго курса специальности:

08.02.09 Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования

промышленных и гражданских зданий

Учебная дисциплина входит в цикл общепрофессиональных дисциплин.

Преподавание дисциплины Электротехнические материалы предполагает проведение лекционных и практических занятий, самостоятельную работу студентов, направляемую преподавателем.