Изпитни задачи с графики по електротехнически материали – шестнадесет въпроса с описани елементи и точки, с приложени отговори

Тест, който съчетава три различни вида проверка в един лист. Първата част се решава с избор, втората изисква писане, а третата — цяло извеждане на формула. Именно това редуване прави материала подходящ за изпит. За един час се проверява и разпознаване, и точно знание, и умение да се докаже зависимост. Материалът е тест по физика за студенти и обхваща около дванадесет хиляди знака. Първата част е с избираем отговор и е най-обширната. Особеното при нея е, че броят на възможностите не е еднакъв — при едни задачи са четири, при други пет, а при няколко достигат осем. Именно това затруднява налучкването и е предимство на теста. Значителна част от задачите стъпват на приведена формула. Условието не я обяснява, а пита какво свързва тя или какво определя — така се проверява дали изразът се разпознава, а не дали е запомнен наизуст. Средището на тази част са въпросите за векторните величини. Няколко задачи подред питат за посоката на една величина спрямо друга или за вида ѝ, а сред възможностите стоят близки понятия, които се бъркат постоянно. Особено полезни са задачите за мерните единици. При тях сред осемте възможности стоят единици от съвсем различни области, тоест верният отговор изисква разбиране на самата величина. Втората част е с кратък свободен отговор. Тук се питат определения, свойства, условия за възникване на явления, а също и какво се получава при определено взаимодействие. При няколко от задачите се иска нанасяне на посока върху приложена фигура. Именно тази част е с приложени отговори. Те са кратки — по едно-две изречения, — а на места са дадени направо като формула. Финалната част са три задачи за пълно извеждане, номерирани отделно с римски цифри. При третата е дадена и изходната зависимост, от която трябва да се тръгне. Материалът обхваща и трите раздела наведнъж — механиката с въртеливото движение, електростатиката и магнетизма. Преподавателят получава готов изпитен тест с отговори за втората част, а трите части вършат работа и поединично. Студентът получава близо петдесет въпроса за самопроверка преди изпит, а трите задачи за извеждане показват точно какво се очаква на устната част.

Седем примерни изпитни варианта по физика в един архив, като към пет от тях са приложени и пълните решения. Комплект, който покрива подготовката за целия семестър – и за писмения изпит, и за лабораторния тест. Устройството е практично. Условията и решенията са в отделни файлове, така че вариантът може да се реши самостоятелно и едва после да се провери – точно както протича изпитът. Всеки вариант се събира на две страници. Тематичният обхват е еднакъв при всички и следва хода на курса. Началото е върху магнитното поле – магнитна индукция при прав и при кръгов проводник, сила на Ампер, магнитен поток, теорема на Ампер, сила на Лоренц. Следва електромагнитната индукция със закона на Фарадей, самоиндукцията и енергията на магнитното поле. По-нататък идват механичните трептения и вълните, а последната част е върху оптиката и квантовата физика – отражение и пречупване, поляризация със закона на Малюс, дисперсия, топлинно излъчване. Форматите на задачите се редуват в рамките на един вариант и това е основното му предимство. Има въпроси с избираем отговор, включително такива, при които се избира между четири записани формули или между четири графични зависимости. Има задачи за формулиране на закон с изискване да бъдат дефинирани участващите величини. Има и задачи за извод с чертеж. Най-многобройни са кратките изчислителни задачи с конкретни числени данни и с изискване за мерни единици. Два от вариантите са лабораторни тестове и се различават съществено: в тях присъстват въпроси за обработка на резултати, за относителна и абсолютна грешка и за разчитане на графични зависимости от упражненията. Особено ценна е частта с критериите за оценяване, поместена в края на условията. В нея е указано колко точки носи всеки тип задача, при какви условия се дават частични точки и за какво се отнемат. Приложена е и скала с минималния брой точки за всяка оценка. Решенията не са само крайни отговори. При всяка задача е записана изходната формула с препратка към съответния въпрос от конспекта, следва заместване с числени стойности и получаване на резултат с мерна единица. Студентът получава реални изпитни варианти, а не съчинени за целта задачи, и възможност да се самооцени по същата скала, по която ще бъде оценен на изпита. Вариантите се решават и поединично, според оставащото време за подготовка. Преподавателят получава готов набор от варианти за контролно или за изпит, заедно с критериите за оценяване, а наличието на решения спестява проверката на всяка задача поотделно.

Примерен изпитен вариант – с отговорите. Не просто списък със задачи, а самият вариант, върху който вече е работено: верните отговори са отбелязани, формулите са попълнени, елементите са описани, графиките са построени. Точно това търси всеки, който се готви за изпита и иска да знае не само какво ще го питат, а и как изглежда добре решен вариант. Структурата е ясна още от заглавната таблица. Четири раздела, всеки със своята тежест в точки, и обща стойност сто. Така веднага се вижда кой дял носи най-много и къде си струва да се вложи повече подготовка. Първият раздел е за загубите в диелектричните материали. В него влизат дефиниция, величината, чрез която загубите се оценяват, еквивалентна схема с векторна диаграма и означаване на елементите, изразите за специфичните загуби с техните размерности, съставът на тангенса на ъгъла на загубите, анализ на честотната зависимост при трите гранични случая и температурната зависимост, както и изразите за активните и за йонизационните загуби. Вторият раздел покрива проводниковите свойства. Тук са видът проводимост, строежът на металите и произходът на колективните електрони, изразът за подвижността, разпределението на Ферми и разчитането му по графика, температурният коефициент на специфичното съпротивление, законът на Видеман–Франц, графичната зависимост при чисти метали, влиянието на примесите, контактът между два метала и термоелектродвижещото напрежение. Третият раздел е за полупроводниковите материали и включва работа с таблица с параметри на два основни материала, валентности при полупроводникови съединения с примери, начина за измерване на чистотата и метода за изтегляне на монокристал. Четвъртият раздел е за кондензаторите: активни и пасивни елементи, волт-амперна характеристика, определения, номинално напрежение, времеконстанта, последователна еквивалентна схема по израза за пълното съпротивление и особеностите на електролитните кондензатори. Подредбата следва логиката на самия учебен курс – от поведението на диелектрика, през металите и полупроводниците, до готовия електронен елемент. Затова вариантът върши работа и като план за преговор. Типовете задачи са разнообразни и това е важно. Освен въпроси с избор има попълване на формула, описване на елементите с размерности, построяване на графика, чертане на схема и въпроси с повече от един верен отговор. Файлът е сканиран, а решенията са нанесени на ръка върху самия вариант – така се вижда и какъв обем отговор се очаква на изпита. Обемът е четири страници – достатъчно, за да покрие целия курс, и достатъчно кратко, за да се прегледа наведнъж вечерта преди изпита. За преподавателя: готов примерен вариант с разпределение на точките – удобен за подготовка на изпит или за упражнение. За студента: най-прекият начин да се подготви – реален изпитен вариант, решен докрай, с ясно кой раздел колко тежи.

Пет страници, четири раздела, сто точки – и всичко решено. Това е примерен изпитен вариант, върху който вече е работено: верните отговори са отбелязани, формулите са попълнени, елементите са описани с размерностите им, а графиките и схемите са начертани на ръка. Разпределението на точките е видно още от заглавната таблица – първите два раздела носят по около една трета от общия резултат, третият е най-кратък, а четвъртият е с осезаема тежест. Така веднага се вижда къде да отиде повечето подготовка. Първият раздел е за електропроводимостта в диелектричните материали и е най-обемният по брой задачи. В него влизат поведението на поляризационния ток след установяване на поляризациите, разчитане на графика на зависимостта му от времето, плътността на този ток с нейната размерност, връзката между тока на утечка и изолационното съпротивление, природата на самото съпротивление, индукцията и токовете в диелектрик без загуби при променливо поле, поведението на идеален кондензатор във верига, проводимостта на газовете с работа върху волт-амперна характеристика и означаване на областите с нормална и с ударна йонизация, проводимостта на течности и на твърди диелектрици с йонна структура, както и изразът за специфичната електропроводимост по дифузионния модел. Вторият раздел е посветен изцяло на магнитните свойства. Тук са изразът за индукцията във вакуум, чертането на зависимостите на намагнитването от интензитета за трите основни групи материали, понятието за домени и поведението им в слабо поле, кривата на първоначалното намагнитване с означаване на областите и обяснение на процесите, импулсната магнитна проницаемост, граничният хистерезисен цикъл с дефиниране на параметрите му, видовете загуби, тангенсът на ъгъла на магнитните загуби, температурата на Кюри и свойствата на магнитотвърдите материали. Третият раздел е кратък и практически насочен: защо в печатните платки не се използва определен проводников материал, предимствата на безоловните припои, основното свойство на благородните метали и изискванията към резистивните сплави. Четвъртият раздел е за кондензаторите – пасивни и активни елементи, волт-амперна характеристика на линеен елемент, приложения, от какво зависи капацитетът, изпитвателно напрежение, температурен коефициент на капацитета, коефициент на загубите по дадена еквивалентна схема, както и параметрите и особеностите на електролитните кондензатори. Има и бонус: към варианта е приложен допълнителен лист с начертан на ръка хистерезисен цикъл, върху който са означени и обяснени основните параметри – готово решение на една от най-скъпо оценените задачи. Типовете задачи са разнообразни: избор от няколко варианта, въпроси с повече от един верен отговор, попълване на формула и размерност, описване на елементите, чертане на графики и на схеми. За преподавателя: готов примерен вариант с разпределение на точките – за пробен изпит или за упражнение. За студента: реален изпитен вариант, решен докрай – най-бързият начин да се види какво се пита и какъв обем отговор се очаква.

Сборник от сканирани решени варианти на изпитен тест по дисциплината Материалознание, изучавана в техническите университети. Материалът съдържа седемнадесет страници, върху които са нанесени отговорите на студент – отбелязаните верни варианти, разписаните формули с обяснение на елементите и начертаните графики. Именно това е и основната стойност на сборника. Той не съдържа празни бланки, а показва как изглежда попълнена изпитна работа: кой отговор е избран, кои елементи от формулата са описани, каква дименсия им е дадена, как е начертана дадена зависимост и къде са нанесени означенията върху графиката. Тестът е разделен на четири раздела с обявено разпределение на точките, а на първата страница на всеки вариант е поставена таблица за вписване на получените точки по раздели и на общия резултат от сто точки. Първият раздел се отнася до пробива в диелектрични материали. Разгледани са диелектричната якост, условията за еднородно електрическо поле, обратимият и необратимият характер на пробива при различни материали, условието за пробив в газообразен диелектрик, зависимостта на пробивното напрежение от произведението на налягането и разстоянието, както и поведението при налягане под атмосферното. Втората група задачи засяга диелектричните загуби и поляризацията: анализ на честотната зависимост при няколко гранични случая, температурната зависимост, времето за релаксация, активните загуби от електропроводимост, йонизационните загуби, зависимостта на относителната диелектрична проницаемост от температурата, разграничаването на линейни от нелинейни диелектрици и видовете поляризация в твърдите тела. Следващият раздел обхваща полупроводниковите свойства. Включени са зонната теория, начертаването на зонна диаграма с процеса на генерация на двойката електрон и дупка, разпределението на Ферми с нанасяне на означенията върху графиката и изразът за броя на свободните електрони. Отделен раздел разглежда проводниковите свойства: видовете проводници, строежът на металите и произходът на колективните електрони, подвижността на електроните и разпределението на Ферми като вероятност за заемане на енергетично ниво. Задачите са от няколко вида и това дава представа за формата на изпита. Едни изискват избор между три или четири варианта; други – избор на вярната формула и след това описание на всеки неин елемент с дименсия; трети – начертаване на зависимост и обяснение на характера ѝ; четвърти – попълване на пропуснат термин или на граничните стойности при даден анализ. Сборникът съдържа няколко различни варианта, което позволява да се види кои въпроси се повтарят и кои са изменени. Част от страниците са от един и същ вариант, представен в две качества на сканиране, така че по-неясните места могат да бъдат сверени. Записките на студента са ръкописни и на места трудни за разчитане, но точно те правят материала полезен: показват какъв обем отговор е достатъчен на изпит и как се формулира кратко обяснение под формула. На студента сборникът служи за подготовка за изпит по същата или сродна дисциплина – дава реална представа за обхвата на въпросите, за тежестта на отделните раздели в точки и за очаквания начин на отговаряне. На преподавателя може да послужи като основа при съставяне на нови варианти.

Презентация от двадесет и един слайда, посветена на нещо, което рядко се преподава – как се съставя тест, който наистина измерва знание. Материалът е авторски, дело на университетски преподавател, и е изграден като методическо ръководство, а не като теоретичен обзор. Началото поставя рамката: двете големи групи форми за оценяване и разликата между тях според това дали в оценяването участва проверител. Оттам се стига до устройството на обективния тест и до трите вида задачи със структуриран отговор, като всеки от тях е представен с конкретен примерен въпрос от различен учебен предмет. Отделен слайд е за точкуването. Средището е най-обширно и представлява поредица от правила за писане на добри задачи. Всяко правило заема свой слайд и е изградено по един и същи начин: формулировка на изискването, кратко обяснение защо е важно, а после два примера един до друг – лоша задача и добра задача по същата тема. Тази съпоставка е и най-силната част на презентацията, защото показва разликата, вместо да я описва. Обхванати са седем правила: точност на формулировката, разпределение на текста между основата и отговорите, изискването за един-единствен верен отговор, правдоподобност на неверните отговори, избягване на неволни подсказки с четири конкретни примера за такива, съответствие с равнището на проверяваното знание и накрая изискването една задача да проверява само едно знание. Втората част е за анализа на готовите задачи. Изброени са четирите параметъра, по които се преценява една задача, а после следват два слайда с реални примери – по една добра и една лоша задача, всяка с изчислени стойности на параметрите и с таблица за разпределението на отговорите между силната и слабата група. Именно тези два слайда показват как числата издават задача, която на пръв поглед изглежда наред. Финалът обхваща тестовата спецификация и етапите при конструирането на цял тест, подредени в последователност. Материалът върши работа не при подготовка за изпит, а при съставяне на изпит. Полезен е за преподавател, който сам прави тестове, за студент по педагогика и за всеки, който трябва да оцени качеството на чужд тест.