sb000232
.pdfМИНОБРНАУКИ РОССИИ
_________________________________
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет «ЛЭТИ»
____________________________________
ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЕ И КОНСТРУКЦИОННОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Электронные методические указания для самостоятельной работы студентов
Санкт-Петербург Издательство СПбГЭТУ «ЛЭТИ»
2014
УДК 620.22 + 621.3(075)
Электротехническое и конструкционное материаловедение: электронные методические указания для самостоятельной работы студентов / сост: Н. П. Лазарева, Л. А. Марасина. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ
«ЛЭТИ», 2014. 48 с.
Приведены описание форм самостоятельной работы студентов и график организации изучения дисциплины «Электротехническое и конструкционное материаловедение» в течение семестра, методики текущего контроля и оценивания знаний студентов; содержатся рекомендации для студентов по самостоятельному изучению отдельных вопросов дисциплины с требованиями к приобретаемым знаниям и умениям. Приводятся вопросы для контроля и самоконтроля студентов, а также тестовые и контрольные задания для текущего контроля.
Предназначены для подготовки бакалавров, обучающихся по направлениям 140400.62 «Электроэнергетика и электротехника» и 220400.62 «Управление в технических системах», а также могут быть полезны при изучении дисциплины «Материаловедение» для бакалавров, обучающихся по направлению 220400.62 «Управление в технических системах».
Утверждено редакционно-издательским советом университета
в качестве электронных методических указаний
© СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2014
2
ВВЕДЕНИЕ
Основная задача высшего образования заключается в формировании творческой личности специалиста, способного к саморазвитию, самообразованию и инновационной деятельности.
К современному специалисту общество предъявляет достаточно широкий перечень требований, среди которых помимо главного требования – сформированности профессиональных компетенций немаловажное значение имеет наличие у выпускников определенных способностей и умения самостоятельно добывать знания из различных источников, систематизировать полученную информацию. Формирование такого умения происходит в течение всего периода обучения через участие студентов в практических занятиях, а также через выполнение контрольных заданий и тестов.
Отличительная особенность федеральных образовательных стандартов высшего профессионального образования (ФГОС ВПО) третьего поколения заключается в том, что они определяют не только общие вопросы обучения и воспитания, но и вопросы подготовки компетентного конкурентоспособного специалиста к самостоятельной профессионально ориентированной деятельности, направленной на формирование системы знаний, на личностные и профессиональные качества.
В соответствии с ФГОС ВПО удельный вес времени, отводимого в вузах на организацию самостоятельной работы студентов, возрастает, следовательно, эффективность самостоятельной работы будет существенно влиять и на качество подготовки специалиста.
Самостоятельная работа студентов (СРС) наряду с аудиторной работой представляет собой одну из обязательных форм учебного процесса и является существенной его частью.
Самостоятельная работа – это планируемая учебная работа студентов, направленная на развитие общих и профессиональных компетенций, выполняемая во внеаудиторное и в аудиторное время по заданию и при методическом руководстве преподавателя, но без непосредственного участия последнего или при его частичном непосредственном участии, оставляющем ведущую роль за работой студентов.
Задачей самостоятельной работы студентов является овладение знаниями, профессиональными умениями и навыками деятельности по профилю подготовки.
3
Самостоятельная работа студента предполагает усвоение, углубление и пополнение знаний по изучаемой дисциплине; приобретение навыков в проведении расчетов и лабораторных исследований, а также освоение методик самообразования, что особенно важно в условиях интенсивного развития науки и техники, когда специалисту после окончания учебного заведения приходится постоянно заниматься самообразованием – повышать уровень своих знаний самостоятельным изучением различных источников информации.
Самоподготовка способствует приобретению навыков самоорганизации, самоконтроля, самоуправления, умения разумно расходовать и распределять свое время, накапливать и усваивать необходимую для успешного обучения и профессионального становления информацию. Она развивает такие качества, как организованность, дисциплинированность, инициативность, волю; вырабатывает мыслительные умения и операции (анализ, синтез, сравнение, сопоставление и др.); учит самостоятельному мышлению, позволяет сформировать свой собственный стиль работы, наиболее полно соответствующий личным склонностям и познавательным навыкам.
Одной из важных задач обучения технологии познавательной деятельности является формирование умения самостоятельно контролировать и оценивать результаты своей учебной работы и на этой основе управлять процессом овладения знаниями.
Методические указания для самостоятельной работы студентов входят
всостав учебно-методического комплекса дисциплины «Электротехническое и конструкционное материаловедение» и предназначены для организации указанной работы.
Цель предлагаемых методических указаний – оказание помощи студентам в оптимизации процесса изучения данной дисциплины, закрепление и систематизация знаний. Составители указаний надеются, что рекомендации,
вних содержащиеся, позволят студентам рационально планировать, организовывать и методологически правильно строить самостоятельную работу по получению профессиональных знаний и умений, отвечающих современным требованиям производства, что скажется впоследствии на повышении уровня их профессионального образования.
4
1. ЦЕЛИ, ЗАДАЧИ И РЕЗУЛЬТАТЫ ОБУЧЕНИЯ
Целями и задачами изучения дисциплины «Электротехническое и конструкционное материаловедение» являются:
изучение физических закономерностей, определяющих свойства и поведение материалов в различных условиях их эксплуатации во взаимосвязи с конкретными применениями в компонентах и устройствах электротехнического, электроэнергетического и конструкционного назначения;
овладение навыками обработки и анализа результатов экспериментальных исследований электрофизических свойств материалов;
получение сведений об основных свойствах и технологии конструкционных материалов.
В соответствии с требованиями ФГОС ВПО изучение дисциплины направлено на формирование следующих общекультурных и профессиональных компетенций:
общекультурные компетенции:
способность к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения;
способность к письменной и к устной коммуникациям на русском языке, умение логически верно, аргументированно и ясно строить устную и письменную речь;
способность к работе в коллективе;
способность и готовность владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, использовать компьютер как средство работы с информацией;
профессиональные компетенции:
способность и готовность использовать информационные технологии, в том числе современные средства компьютерной графики;
способность демонстрировать базовые знания в области естественнонаучных дисциплин и готовность использовать основные законы в профессиональной деятельности, применять методы теоретического и экспериментального исследования;
готовность выявлять естественно-научную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, и способность привлекать для их решения соответствующий физико-математический аппарат;
5
способность владеть основными приемами обработки и представления экспериментальных данных;
способность формировать законченное представление о принятых решениях и полученных результатах в виде отчета.
В результате изучения дисциплины студент должен:
1. Знать и понимать:
физическую сущность явлений и процессов, происходящих в материалах при взаимодействии с электромагнитным полем и с рабочей средой в различных условиях эксплуатации;
основные свойства электротехнических материалов, используемых для создания компонентов электротехнического и электроэнергетического оборудования; основы материаловедения и технологии конструкционных материалов.
2. Уметь:
правильно выбрать электротехнические и конструкционные материалы для применения в компонентах и устройствах электротехнического и электроэнергетического назначения с учетом требований технологичности и стоимости, а также влияния внешних факторов на характеристики материалов и устройств на их основе.
3.Владеть:
методами теоретического анализа и экспериментального анализа свойств электротехнических и конструкционных материалов.
2. ФОРМЫ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
Самостоятельная работа обеспечивает подготовку студента к текущим аудиторным занятиям и контрольным мероприятиям по дисциплине. Результаты этой подготовки проявляются в активности студента на занятиях и в качестве выполненных контрольных работ, тестовых заданий и других форм текущего контроля.
Самостоятельная работа реализуется как в аудитории, так и вне нее:
1) непосредственно в процессе аудиторных занятий – на лекциях, при выполнении лабораторных работ;
2) в контакте с преподавателем вне рамок расписания – на консультациях по учебным вопросам, при ликвидации задолженностей и т. д.;
6
3) в библиотеке, дома, в общежитии – при выполнении студентом учебных заданий.
Аудиторная самостоятельная работа по дисциплине выполняется на учебных занятиях под непосредственным руководством преподавателя и по его заданию.
Внеаудиторная самостоятельная работа – планируемая учебная работа студентов, выполняемая во внеаудиторное время по заданию и при методическом руководстве преподавателя, но без его непосредственного участия.
Границы между этими формами самостоятельной работы достаточно размыты, а сами формы самостоятельной работы пересекаются.
Формами самостоятельной работы студентов по дисциплине «Электротехническое и конструкционное материаловедение» являются как аудиторная самостоятельная работа, так и внеаудиторная самостоятельная работа студента.
Аудиторная самостоятельная работа студента реализуется при выполнении лабораторного практикума и во время чтения лекций.
Цель выполнения лабораторных работ и защиты отчетов по ним заключается в приобретении студентом умений в практической деятельности и в формировании навыков самостоятельного использования теоретических знаний. При выполнении лабораторного практикума студент должен изучить методику проведения экспериментального исследования свойств материалов, принцип работы используемых измерительных средств; максимально самостоятельно и осознанно выполнять лабораторную работу в соответствии с заданием.
Во время лекции непосредственно в аудитории студентам может быть предложен письменный экспресс-опрос с целью контроля усвоения ими материала, изложенного в процессе чтения лекции.
К внеаудиторной самостоятельной работе студента следует отнести:
проработку материала прочитанной лекции по конспекту и по источникам, приведенным в списке основной и дополнительной учебной литературы, с целью более эффективного восприятия материала последующей лекции;
самостоятельное изучение теоретических вопросов, не вошедших в лекционный курс, по рекомендованным учебным и методическим пособиям, электронным образовательным ресурсам;
7
подготовку к выполнению лабораторных работ (ознакомление с основными понятиями и определениями, используемыми при выполнении лабораторной работы, описанием установки, методикой проведения испытаний);
оформление отчетов по лабораторным работам, включая обработку и интерпретацию экспериментальных данных;
проработку теоретического материала при подготовке к защите отчетов по лабораторным работам на коллоквиумах;
текущий самоконтроль с использованием тестов;
подготовку к письменным контрольным работам в соответствии с графиком текущего контроля;
подготовку к федеральному Интернет-экзамену (проверке остаточных знаний).
3. ОРГАНИЗАЦИЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
Самостоятельная работа является обязательным требованием к студенту при изучении дисциплин учебного плана. Цель самостоятельной работы заключается в глубоком и полном усвоении учебного материала и в развитии навыков самообразования.
В соответствии с действующими учебными планами подготовки бакалавров по направлению «Электроэнергетика и электротехника» по профилям «Электротехнологические установки и системы», «Электропривод и автоматика» и по направлению «Управление в технических системах» по профилям «Системы и технические средства автоматизации и управления», «Управление судовыми электроэнергетическими системами и автоматика судов», «Корабельные системы управления» и в соответствии с рабочей программой учебной дисциплины «Электротехническое и конструкционное материаловедение» объем аудиторных занятий составляет 54 академических часа, а объем внеаудиторной самостоятельной работы студента равняется 82 часам. В рабочей программе дисциплины, выписка из которой приведена далее (табл. 3.1), указано рекомендуемое распределение учебных часов по темам и по видам занятий, в том числе и распределение часов внеаудиторной самостоятельной работы студента по изучаемым темам.
8
Таблица 3.1
Но- |
|
|
Количество учебных часов |
|
|
|||
Название разде- |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Самостоя |
|
|
|||
мер |
|
Лабора- |
Ауди- |
|
|
|||
|
|
|
|
|||||
лов, тем рабочей |
|
тельная |
|
Семестр |
||||
те- |
Лекции |
торные |
торные |
Всего |
||||
|
|
|||||||
программы |
работа |
|
||||||
мы |
|
работы |
занятия |
|
|
|||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Введение |
1 |
- |
1 |
1 |
2 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Основные све- |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
дения о строе- |
4 |
- |
4 |
10 |
14 |
4 |
|
|
нии материалов |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Проводниковые |
4 |
2 |
6 |
10 |
16 |
4 |
|
материалы |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Полупроводни- |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
ковые материа- |
6 |
6 |
12 |
15 |
27 |
4 |
|
|
лы |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
Диэлектриче- |
6 |
6 |
12 |
15 |
27 |
4 |
|
ские материалы |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
5 |
Магнитные ма- |
4 |
4 |
8 |
10 |
18 |
4 |
|
териалы |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
6 |
Конструкцион- |
10 |
- |
10 |
20 |
30 |
4 |
|
ные материалы |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Заключение |
1 |
- |
1 |
1 |
2 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Итого |
36 |
18 |
54 |
82 |
136 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Внеаудиторная самостоятельная работа студента проводится с целями: систематизации и закрепления полученных на лекциях теоретиче-
ских знаний;
углубления и расширения теоретических знаний по изучаемым вопросам путем работы с рекомендованными информационными источниками; формирования умений использовать справочную и специальную ли-
тературу;
формирования самостоятельности мышления, способностей к саморазвитию и самосовершенствованию;
развития познавательных способностей и инициативы, самостоятельности, ответственности и организованности.
В табл. 3.2 приведен перечень лабораторных работ, предусмотренный рабочей программой дисциплины.
Средствами обеспечения самостоятельной работы студента являются конспект лекций по дисциплине, рекомендованные учебники, учебные пособия и методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине.
9
|
|
|
Таблица 3.2 |
|
|
|
|
|
|
Номер |
|
Трудоемкость, |
|
Номер |
рабо- |
Наименование |
|
||
ауд. ч. |
|
темы |
||
ты |
|
|
||
|
|
|
|
|
1 |
Электрические свойства проводниковых материа- |
2 |
|
2 |
|
лов |
|
|
|
2 |
Исследование температурной зависимости прово- |
2 |
|
3 |
|
димости полупроводников |
|
|
|
3 |
Исследование вольт-амперной характеристики |
4 |
|
3 |
|
p–n-перехода |
|
|
|
4 |
Исследование свойств электроизоляционных ма- |
2 |
|
4 |
|
териалов |
|
|
|
5 |
Диэлектрические потери и диэлектрическая про- |
2 |
|
4 |
|
ницаемость конденсаторных материалов |
|
|
|
6 |
Исследование сегнетоэлектриков |
2 |
|
4 |
|
|
|
|
|
7 |
Исследование свойств металлических ферромагне- |
2 |
|
5 |
|
тиков |
|
|
|
8 |
Исследование свойств ферритов |
2 |
|
5 |
|
|
|
|
|
|
Итого |
18 |
|
- |
|
|
|
|
|
График организации изучения дисциплины в течение семестра (табл. 3.3) учитывает распределение по учебным неделям:
лекционных часов, а следовательно, и вопросов, изучаемых на лекциях в соответствии с табл. 3.1 и рабочей программой дисциплины;
часов лабораторных занятий, тематика которых также указана в рабочей программе дисциплины (см. табл. 3.2); индивидуальный график выполнения лабораторных работ (ЛР) определяется преподавателем, проводящим занятия в учебной группе;
часов, предусмотренных для самостоятельной работы студента;
часов, предусмотренных для индивидуальных консультаций лектора; часов, предусмотренных на организацию текущего контроля по
теоретической и по практической частям дисциплины.
В табл. 3.3 введены следующие сокращения: Кр – письменная контрольная работа; Кл – коллоквиум; ДЗ – дифференцированный зачет;
ТК – текущий контроль.
10