Дисциплина «Электротехнические материалы».
Тип урока - урок закрепления знаний и умений.
Задачи урока
Образовательные:
1)    закрепление знаний по теме «Электрические характеристики диэлектриков»;
2)    формирование умения выполнять практические расчеты электротехнических характеристик, анализировать результаты вычислений и грамотно их представлять с использованием приставок к единицам системы СИ;
3)    формирование умения использовать справочник для поиска нужных характеристик электроматериалов;
4)    формирование понимания практической значимости электротехнических расчетов.
Развивающие:
1)  развитие умений:
-    сравнивать, выделять главное, обобщать;
-    осуществлять самопроверку и взаимопроверку;
2) развитие способности к концентрации и перераспределению внимания.
Воспитательные: воспитание ответственности, исполнительности, взаимопомощи при работе в команде.
Оборудование урока
Компьютеры (для выполнения входного и итогового теста), интерактивная доска.
Методическое обеспечение и наглядные  материалы
1)    Компьютерная программа «конструктор тестов».
2)    Презентация, выполненная в программе Power Point (презентация используется в ходе всего урока для демонстрации темы и плана урока, основных понятий и определений по теме, иллюстраций, таблиц, схем, формул).
3)    Справочник по электротехническим материалам (3 шт.).
4)    Образцы конденсаторов.
5)    Раздаточный материал -  методические указания к решению задачи.
 Учебная группа делится на три команды. В каждой команде выбирается капитан. Столы ставятся так, чтобы члены одной команды сидели рядом. У каждой команды на столе справочник по электротехническим материалам. У каждого студента - методические указания к решению задачи, калькулятор.
     
Ход урока
1.  Сообщение учащимся цели и плана урока.   
Преподаватель: Сегодня на уроке для закрепления знаний по теме «Электрические характеристики диэлектриков»  мы решим практическую задачу, которая, как и тема урока, состоит их двух частей: первая часть - расчет относительной диэлектрической проницаемости, вторая часть - расчет удельного объемного сопротивления. В задаче поставлена цель - подобрать подходящий конденсатор для схемы радиомикрофона (слайд №1).
Каждая команда рассчитает свой конденсатор. Из трех рассчитанных конденсаторов надо будет выбрать тот, который лучше всего подходит для  данной схемы.  
Решение задачи поможет понять практическую значимость электротехнических расчетов, научит грамотно представлять результат вычислений, применяя приставки к единицам СИ, анализировать результат расчетов и применять для поиска нужных характеристик справочник.
Каждый из вас должен выполнить расчет самостоятельно, но в то же время, работая в команде, вы можете пользоваться помощью товарищей. Однако помощь не означает списывание. Уважаемые капитаны команд, вам надо будет проверить результаты вычислений своей команды; если у кого-то обнаружится  ошибка, помочь исправить ее. А в конце урока капитаны отметят тех членов команды, которые внесли наибольший вклад в достижение результата сегодняшнего урока.
План урока следующий. Начнем с повторения основных положений по теме «Электрические характеристики диэлектриков». Затем вы выполните входной тест на компьютере. Цель выполнения входного теста -  проверить готовность к решению задачи. После выполнения теста вы приступите к решению задачи. Затем вы выполните контрольный тест на компьютере. Цель выполнения контрольного теста - проверить уровень закрепления знаний. И в конце подведем итог урока.

2. Повторение темы с помощью презентации слайдов.
Преподаватель: На прошлом уроке мы выяснили, что диэлектрическая проницаемость характеризует величину поляризации диэлектрика и является безразмерной величиной. Что же такое поляризация? Расскажет первая команда.
Студент команды 1 выходит к интерактивной доске, рассказывает суть явления поляризации диэлектриков и комментирует слайд №2. Правильность (или ошибочность) его ответа подтверждается переходом к слайду №3.
Преподаватель: Какова же практическая значимость знания диэлектрической проницаемости диэлектриков?  Расскажет вторая команда.
Студент команды 2 комментирует слайд №4, а затем открывается слайд №5 и проверяется правильность рассуждений студента.
Преподаватель: Что же нужно сделать, чтобы создать конденсатор большой емкости, но малых размеров? Расскажет третья команда.
Студент команды 3 комментирует слайд №6, затем открывается слайд №7.

Преподаватель: Чтобы создать конденсатор малых размеров, но большой емкости, надо подобрать для него диэлектрик с высокой диэлектрической проницаемостью. Высокую диэлектрическую проницаемость имеет конденсаторная керамика (слайд №8). Перейдем ко второй характеристике - удельному объемному сопротивлению.
Студент команды 1 комментирует слайд №9, затем преподаватель открывает слайд №10. Затем снова вопрос переходит к первой команде. Рассуждая вместе со студентом первой команды, необходимо прийти к выводу, написанному на слайде №11.
Преподаватель: Так как диэлектрики не проводят электрический ток, то у них очень высокие значения удельного объемного сопротивления - от 108 до 1018  Ом.м. (слайд № 12).

3. Выполнение входного теста на компьютере.

4. Формулирование задачи (слайд №13).  
Преподаватель: В задаче необходимо подобрать конденсатор  для схемы радиомикрофона.  Емкость конденсатора задана - 22 пФ, ее считать не надо. Обратите внимание, что в схеме радиомикрофона довольно много элементов, и важно, чтобы они имели маленький размер. Рассчитывать вы будете размер конденсатора, чтобы выбрать из трех рассчитанных командами конденсаторов самый маленький.
По условиям задачи конденсатор изготовлен из конденсаторной керамики, имеет форму диска толщиной 1 мм, но марка конденсаторной керамики у команд разная. У первой команды конденсаторная керамика марки Т-40, у второй -  Т-80, у третьей - Т-300.  Буква Т означает, что данная керамика на основе оксида титана. Что означает цифра, вы поймете, когда найдете нужные характеристики в справочнике.
Сейчас найдите в справочнике раздел «Электротехническая керамика», а в этом разделе параграф «Высокочастотная керамика с повышенной и высокой диэлектрической проницаемостью». В этом параграфе надо найти таблицу «Основные свойства конденсаторных керамических материалов» и выписать из нее необходимые для решения задачи данные - диэлектрическую проницаемость и удельное сопротивление своего диэлектрика.

5. Выполнение расчета диаметра конденсатора (слайд №14).
Преподаватель: Команда 1 дважды отвечала на вопросы, поэтому решать задачу на доске начнет команда 2. Капитан команды, пожалуйста, решите, кто пойдет к доске и будет рассчитывать первую характеристику - диаметр конденсатора.

6. Выполнение расчета тока утечки (слайд №15). Представитель команды 3 вычисляет на доске ток утечки.

7. Заполнение и анализ итоговой таблицы. Капитаны команд записывают результаты вычисления в таблицу (слайд №16), затем открывается слайд №17 и сравниваются результаты расчетов команд с правильными  расчетами.
При анализе результатов расчета необходимо, чтобы студенты самостоятельно пришли к выводу о том, что из трех рассчитанных конденсаторов для схемы радиомикрофона наиболее подходящий конденсатор №3, так как он самый маленький, его диаметр всего лишь 3,25 мм.

8. Выполнение контрольного теста на компьютере.
      
9. Подведение итогов. Вычисляется средний балл по командам за выполнение входного и контрольного тестов (оценку за тест выставляет компьютер). Необходимо сравнить средний балл по командам при выполнении входного и контрольного тестов и прокомментировать динамику.
Капитаны команд выделяют отличившихся студентов.

10. Домашнее задание.
Решить задачу
Пленочный конденсатор из полистирольной пленки представляет собой рулон из двух слоев алюминиевой фольги шириной 1,5 см, между которыми слой полистирола толщиной 100 мкм. Конденсатор имеет емкость 390 пФ. Диэлектрическая проницаемость полистирольной пленки ППС-А (1-й сорт) найти в справочнике. Определить:
1)    длину полосы из алюминиевой фольги (l) , из которой изготовлен конденсатор;
2)    запас прочности конденсатора, если его рабочее напряжение
15 кВ (запас прочности - это отношение пробивного напряжения к рабочему).

Приложение А (слайды) опубликовано на сайте «Учительской газеты»: http://www.ug.ru/method_article/392

​Евгения ШАРТЫНОВА, преподаватель дисциплины «Электротехнические материалы» Кемеровского государственного профессионально-педагогического колледжа