Введение. Цель и задачи курса

Сутність дослідницького методу полягає в організації пошукової, творчої діяльності учнів, спрямовані на розв'язання нових для них проблем. Учитель пропонує для самостійного дослідження ту або іншу проблему, яку учні розв'язують, застосовуючи необхідні для цього знання, засоби і способи діяльності. Використовуючи завдання, теоретичні і практичні дослідження, вони осмислюють проблему, обґрунтовують гіпотези щодо її розв'язати, планують їх перевірку, здійснюють пошуки і приходять до остаточного результату. При цьому пізнавальна діяльність школярів за структурою наближається до дослідницької діяльності вчених.

Дослідницький метод може застосовуватись при викладанні різних предметів: історії: вивчити історію села, заводу, театру, школи тощо; біології: провести сільськогосподарські досліди, визначити ефективність різних агротехнічних прийомів для різних рослин, дослідити тваринний світ ставків тощо, географії: провести метеорологічні спостереження; фізики: провести фізичний дослід, виготовити модель літака, ракети у гуртках автомоделювання.

Форми завдань можуть бути різні: завдання, які можна швидко розв'язати в класі або вдома, завдання, що вимагають цілого уроку, домашнє завдання на певний термін (тиждень, місяць). Зрозуміло, що в навчальному процесі дослідницькі завдання, які вимагають тривалого часу для виконання, не можуть посідати значного місця. З кожного предмета не повинно бути більше одного такого завдання на рік і не з усіх предметів одночасно. Здебільшого варто практикувати невеликі пошукові завдання, які вимагають проходження учнями всіх або більшості етапів дослідження:

- спостереження і вивчення фактів, виявлення незрозумілих явищ, які потребують дослідження (постановка проблеми);

- складання плану дослідження;

- реалізація плану;

- аналіз і систематизація отриманих результатів, формулювання висновків щодо сфери їх практичного застосування.

Важливо домагатися самостійності учнів під час виконання дослідницьких завдань. Яка ж у цьому роль учителя? Насамперед, вона полягає у визначенні таких завдань, які забезпечили б творче застосування учнями засвоєних знань (ідей, понять, методів пізнання) у процесі розв'язання основних, доступних їм проблем курсу, а також у здійсненні загального контролю за ходом роботи учнів, їх спрямуванні у випадку відхилення від правильного шляху, перевірці результатів діяльності й організації їх обговорення.

Дослідницький метод забезпечує зв'язок навчання з життям, сприяє глибшому розумінню теорії, виробленню вміння гнучко застосовувати набуті знання на практиці, активізує пізнавальну діяльність учнів, розвиває їхні творчі здібності, знайомить учнів з методами наукового пізнання.

4. Вибір методів навчання

Вибираючи методи навчання, слід враховувати:

1. загальну мету виховання учнів та принципи дидактики;

2. особливості методики викладання конкретної навчальної дисципліни та її специфічні вимога до відбору загальнодидактичних методів;

3. мету, завдання і зміст матеріалу конкретного уроку;

4. час, відведений на вивчення того або іншого матеріалу;

5. вікові особливості учнів;

6. рівень підготовленості учні в їх освіченості і вихованості;

7. матеріальну забезпеченість навчального закладу, наявність обладнання, наочних посібників, технічних засобів;

8. можливості та особливості самого вчителя, його особисті якості, рівень теоретичної і практичної підготовки, методичної майстерності.

Аналізуючи комплекс перерахованих умов, учитель приймає ряд рішень: про вибір словесних, наочних або практичних методів, репродуктивних або пошукових. Так, якщо дидактична мета передбачає оволодіння новими знаннями, учитель вирішує, самому викладати знання чи організувати їх самостійне вивчення учнями і т.д. У першому випадку потрібна підготовка учнів до сприймання нового матеріалу, для чого вчитель дає їм .'завдання провести певні. спостереження або попередньо ознайомитись з необхідною інформацією. Для повідомлення нового матеріалу вчитель обирає пояснювально-ілюстративний або ж проблемний виклад. Виклад вчителя може супроводжуватися демонстрацією натуральних об'єктів, їх зображень, дослідами, експериментами тощо

5. Засоби навчання. Використання комп’ютерної техніки у навчанні

Успішність процесу навчання, ефективність використання в ньому розглянутих методів навчання значною мірою залежать від матеріальних передумов.

Засоби навчання - це джерела або спеціальні пристосування, які допомагають учителю здійснювати навчальний процес, тобто це засоби, які допомагають учителю навчати учнів, а учня - учитися. До засобів навчання належать: слово вчителя, підручники, роздаткові дидактичні матеріали, навчальне обладнання, репродукції, символічні навчальні посібники, технічні засоби навчання, а також спеціальні засоби програмованого навчання.

Засоби навчання виконують різноманітні функції: одні заміняють учителя як джерело знань (кінофільми, магнітофон, навчальні пристрої та ін.); Другі — конкретизують, уточнюють, поглиблюють відомості, які повідомляє вчитель (картини, карти, таблиці та інший наочний матеріал); треті — є прямими об'єктами вивчення, дослідження (машини, прилади, хімічні речовини, предмети живої природи); четверті — "посередники" між школярем і природою або виробництвом у тих випадках, коли безпосереднє вивчення останніх неможливе або утруднене (препарати, моделі, колекції, гербарії тощо), п'яті використовують переважно для озброєння учнів уміннями та навичками — навчальними і виробничими (прилади, інструменти та ін.); шості — символічні (знакові) засоби (історичні та географічні карти, графіки, діаграми тощо).

Слово вчителя — найістотніший засіб навчання. За допомогою слова вчитель організовує засвоєння знань учнями, формування в них практичних умінь і навичок. Викладаючи новий матеріал, він спонукає учнів до роздумів над ним.

Підручник як важливий засіб навчання слугує учневі для відновлення в пам'яті, повторення та закріплення знань, здобутих на уроці, виконати домашнього завдання, повторення пройденого матеріалу.

Підручник - це основна навчальна книга з певного предмету, створена з метою навчання, виховання та розвитку учнів певного віку. Підручники розрізняють за характером викладу матеріалу (академічні, прикладні).

За провідними методами викладу матеріалу: інформаційний, проблемний, програмований, комплексний.

Найбільш поширеним інформаційний тип підручника, у якому дається готова інформація засобами слова, ілюстрацій, графічних, схематичних зображень. Ця інформація доповнюється деякими елементами проблемності. Позитивним є те, що в цьому підручнику подається в стислому вигляді значний обсяг наукової інформації. Недоліком є обмежені можливості учнів самостійно набувати знання, розвивати мислення та навички творчої діяльності.

Проблемні підручники мають на меті усунути недоліки інформаційних, забезпечити розвиваючий характер навчання. У даних підручниках застосовується проблемний виклад матеріалу, система пізнавальних завдань, які активізують попередній досвід, а також завдання дослідницького характеру.

Програмовані підручники - у них матеріал вивчається частинами, а засвоєння кожної частини перевіряється контрольними запитаннями.

Комплексні підручники поєднують позитивні сторони попередніх видів підручників. Вони містять певні дози інформації, необхідної учням дай розуміння поставленої проблеми. Вирішення цієї проблеми відбувається через проблемний виклад матеріалу.

Кожен підручник має структуру. Найбільш характерною є така структура: текст (основний, додатковий, пояснювальний), позатекстові компоненти (таблиці, вправи, ілюстрації, малюнки, фотографії).

До символічних навчальних посібників належать:

- натуральні предмети і явища;

- препаровані і консервовані предмети;

- плоскі реальні зображення природи та суспільних процесів, окремих об’єктів (карти);

- об’ємні реальні зображення (глобус);

- абстраговані зображення;

Технічні засоби навчання - це високоефективні засоби навчання, які характеризуються значною інформаційною ємністю, різноманітністю змісту, побудови форм пред’явлення навчальної інформації, а також різноманітними методичними прийомами їх використання. Технічні засоби навчання (ТЗН) — необхідний чинник засвоєння знань. До них належать: дидактична техніка (кіно-, діапроектори, телевізори, відео-магнітофони, електрофони), аудіовізуальні засоби; екранні посібники статичної проекції (діафільми, діапозитиви, транспаранти, дидактичні матеріали для епіпроекції), окремі посібники динамічної проекції (кінофільми, кінофрагменти та ін.), фонопосібники (грам- і магнітофонні записи), відеозаписи, радіо- і телевізійні передачі.

Технічні засоби навчання поділяються на такі групи:

1. екранні посібники містять закінчений виклад навчальної інформації із дикторським супроводом або субтитрами. їх завдання - створення певних уявлень, проблемних ситуацій.

2. звукові посібники використовуються як ефективні засоби навчання правильної вимови, виразного читання, як засобу ознайомлення з виступами діячів науки і культури, ознайомлення з художнім читанням майстрів слова, уривками музичних творів;

3. екранно-звукові (кінофільми, відеозаписи).

Необхідно ретельно продумати поєднання слова вчителя з ТЗН, можливості використання різких методичних прийомів: поясненій, установка на сприймання перед демонструванням (простеженням) окремих елементів комплексу чи комплексу загалом, бесіда за їх змістом; пояснення (бесіда) за змістом аудіовізуальних засобів; демонстрування (прослуховування) окремих частин, фрагментів або кадрів, що чергується з розповіддю (поясненням); демонстрування (прослуховування), що супроводжується поясненням (синхронним коментуванням).

Методика використання технічних засобів навчання.

1. Ретельно проаналізувати зміст і мету уроку, логіку вивчення навчального матеріалу,

2. Визначити обсяг та особливості знань, які повинні засвоїти учні. Доцільність ілюстрації або демонстрації предмету.

3. Встановити, на якому попередньому пізнавальному досвіді буде відбуватися вивчення кожного питання теми.

4. Відібрати та проаналізувати засоби навчання, встановити їх відповідність меті та змісту уроку.

5. Визначити методи і прийоми застосування засобів навчання, які забезпечують активно-пізнавальну діяльність учнів.

Комп’ютеру належить чільне місце серед сучасних технічних засобів навчання. Перелік професій, пов'язаних з використанням комп'ютерів, дедалі ширшає. Тому вміти - працювати з ними повинен кожний, і школа не може стояти осторонь цієї справи.

Узагальнивши сучасні уявлення про можливості комп'ютеризації в царині освіти, можна виявити такі чотири напрями використання комп'ютерів: 1) комп'ютер як об'єкт вивчення; 2) комп'ютер як засіб навчання; 3) комп'ютер як складова частина системи управління народною освітою; 4) комп'ютер як елемент методики наукових досліджень.

Враховуючи потребу в підготовці учнів до життя та діяльності в умовах комп'ютеризації виробничих і управлінських процесів, школа має забезпечити їх комп'ютерну готовність, тобто не лише ознайомити з основними сферами застосування комп'ютерів, їх роллю в розвитку суспільства, знанням будови, принципу їх роботи, з поняттям про алгоритми і алгоритмічну мову, уміння будувати алгоритми для вирішення завдань, а й навчити користуватися комп'ютерними редакторами, складати програми на одній із мов програмування.

За допомогою комп'ютера як засобу навчання можна реалізувати програмоване і проблемне навчання. Комп'ютер використовують для навчального моделювання науково-технічних об'єктів і процесів. Використання комп'ютера в процесі навчання сприяє також підвищенню інтересу й загальної мотивації навчання завдяки новим формам роботи і причетності до пріоритетного напряму науково-технічного прогресу; активізації навчання завдяки використанню привабливих і швидкозмінних форм подання інформації, об'єктивності перевірки й оцінювання знань, умінь і навичок учнів.

Водночас педагоги повинні враховувати й негативні моменти. Передусім робота з комп'ютером швидко стомлює учнів, може погано впливати на зір або навіть призводити до розладу нервової системи... Комп'ютеризоване навчання не розвиває здатності утаїв чітко й образно висловлювати свої думки, істотно обмежує можливості усного мовлення, формуючи логіку мислення на шкоду збагаченню емоційної сфери. В умовах автоматизованого навчання швидко формуються егоїстичні нахили людини, загострюється індивідуалізм, розширюється конкурентність, сповільнюється виховання колективізму, взаємодопомоги.

Загалом спілкування з комп'ютером сприяє розвиткові інтелектуального, духовного та морального потенціалу учнів, виховує уміння планувати й раціонально будувати трудові операції, точно визначати цілі діяльності, формує акуратність, точність і обов'язковість.

Введение. Цель и задачи курса

Для подготовки бакалавра шифр направления 6.050503 “Машиностроение”, дисциплина «Расчёт и конструирование машин, аппаратов, реакторов» за спеціальністю: 6.050503_8 "Обладнання хімічних виробництв і підприємств будівельних матеріалів " и навчальної дисципліни «Розрахунок та конструювання устаткування в харчовій та переробній промисловості», за спеціальністю: 6.050503_9 "Обладнання переробних і харчових виробництв"

Курс рассчитан на 48 часа учебных лекций, 12 часов практических занятий и 12 часов лабораторных занятий, 72 часа для самостоятельной работы студентов (с. р. с.), т. е. всего 144 часа. В дальнейшем при подготовке специалиста или магистра знания изученной дисциплины используется в курсовом проекте по МАХП как раздел « Расчёт аппарата на прочность» и такой же раздел в дипломном проекте специалиста или дипломной работе магистра.

Учитывая огромную номенклатуру химического и пищевого оборудования и ограниченное время обучения в курсе рассматриваются методы рассче­та и конструирования наиболее распространенных деталей и сборочных единиц, выполненных из типичных для химического и пищевого машиностроения материалов и находящихся под воздействием некоторых видов нагрузок.

В этом случае проектируемое технологическое оборудование рассматривается как система, представляющая определенное сочетание деталей и сборочных единиц, объединенных в изделие в соответствие с целью конструирования. Такой подход дает возможность за ограниченный промежутон времени изложить основы расчета и конструирования не только действующего оборудования, но и вновь создаваемой высокоэффективной химической и пищевой техники.

Кypcы "Расчет и конструирование химических машин и аппаратов" и «Розрахунок та конструювання устаткування в харчовій та переробній промисловості», является завершением цикла расчетно-конструкторских дисциплин. Он объединяет общеинженерные и специальные курсы в единую логическую последовательную систему подготовки инженеров-механинов. В свою очередь эти курсы является теоретическим базисом инженер­ной подготовки данных специальностей.

Цель и задача курса является обучение будущих инженеров-меха­ников с технически наиболее точными, научно-обоснованными метода­ми расчета и конструирования основных деталей, узлов... аппаратов в соответствие с современными тенденциями развития химического и пищевого машиностроения.

Студенты, изучившие, данную дисциплину должны знать: -основные требования, предъявляемые к конструкциям химических аппаратов и машин; -область применение различных конструнцнонных материалов в зависимости от рабочих параметров процесса;

- современные методы конструктивного и прочносного расчета оборудования.

Студент изучивший дисциплину должен уметь:

-конструировать химическое оборудование из различных конструкционных материалов;

-находить расчетные параметры, необходимые для расчета технологического оборудования;

- проводить конструктивные и механические расчеты основных деталей и сборочных единиц разрабатываемого оборудования с использованием ЭВМ.

Данный курс базируется на знаниях навыках, полученных вами при изучении предшествующих дисциплин:

- высшей математики;

- вычислительной математики и програмирования на ЭВМ;

- металловедения;

- сопротивления материалов;

- термодинамика и теплопередача;

- деталей машин и монтаж механизмов;

-технологии конструкционных материалов;

- процессов и аппаратов химической технологии;

-теории механизмов и машин (ТММ);

- взаимозаменяемости, стандартизация и технические измерения.

С другой стороны курс "Р.и К." является основой для изучения специальных дисциплин, а также для выполнения курсового и диплом­ного проектирования.

1.1 История развития отечественного химического машиностроения,его задачи и перспективы развития.

Химическое машиностроение как отрасль промышленности в Рос­сии практически не существовала. Первая мировая война и интервенция после революции подорвали и без того отсталую промышленность в стране. Только в 1928 году появились все предпосылки для решения вопроса об организации новой отрасли как химического машиностроения. В 1930 году организационно создается новая отрасль «Всесоюзное объединение химического и сахарного машиностроения'' позднее переименованное в "Химмаштрест". В объединение вошли 9 машиностроительных заводовтакие как: ин.М.В.Фрунзе(г.Суммы), Большевик (г.Киев), Прогресс (г.Бердичев) и др. В 1937 году "Химмаштрест" был преобразован в "Гавхиммаш", что явилось шагом вперед в более глубокую специализацию отрасли.

Задачей вновь созданной отрасли химического машиностроения было освободить химическую промышленность от необходимости импортироватъ оборудование. В 1940 году ввоз химического обору­дования уже составлял незначительный процент.

В 30-е годы появились первые дипломированные специалисты по химическому машиностроению. Их выпускала кафедра химического машиностроения Московский химико-технологический институт им. Д.И.Менделеева, которая быстро выросла в механический факультет, преобразованный в 1931 году в МИХМ (Московский институт химического машиностроения).

Нападение на нашу страну фашистской Германии прервало быст­рое развитие химического машиностроения в нашей стране. После вой­ны развитие таких отраслей как химическая, нефтехимическая, пищевая и др. потребовало мощного технического более современного оборудования химического и пищевого машинострuения.

В Советском Союзе химическое машиностроение в самостоятельную отрасль оформилась в 1965 году, когда было создано специализированное Министерство химического и нефтеного машиностроения. Большинство заводов отрасли было полностью или частично реконструировано и технически перевооружено.

Химическое и нефтяное машиностроение распологало в эти годы сетью крупных предприятий и ПО, способных квалифицированно изготовить любой аппарат или машину для химического и пищевого производств. Не будет преувеличением сказать, что химическое и нефтяное машиностроение определяет НТП во многих отраслях народного хозяйства.Основными потребителями технического оборудования, выпускаемого Министерством химического и нефтяного машиностроения являются такие отрасли , как химическая, нефтеперерабатывающая, нефтехимическая, микробиологическая, целлюлозно-бумажная, газовая и энергетическая промышленность, черная и цветная металлургия, пищевая промышленность и сельское хозяйство.

Номенклатура выпускаемого оборудования превышает десятки тысяч типоразмеров. Для различных отраслей выпускается такое оборудование как: экстракторы, объемом 900 м³; карусельные и лен­точные со сходящим полотном фильтры с поверхностью фильтрации соответственно 100 и 20 м²; осадительные и фильтрующие центрифуги для химической промышленности с диаметром ротора 630 и 2200 мм; аппараты для гидролиза на 50, 80,160 м³ из титанового сплава АТ-3; сепараторы производительностью 100 м³/ч; инерцион­ная центрифуга непрерывного действия ФПИ-132 1К-01 производительностью 20 т/ч; автоматизированнная подвесная центрифуга ФПН 132 1Л-01 с программным управлением для сахарной промъrшленнос­ти с загрузкой ротора 1250 кг за цикл; линии по производству пеницилина, инсулина, синтетических гормонов, аммиака, аммофоса, термической фосфорной кислоты.

Основным фактором ускорения экономического развития народ­ного хозяйства является научно-технический прогресс, обеспечиваю­щий интенсификфцию общественного производства, создания принципиально нового оборудования и передовой экологически чистой технологии.

Интенсификация производстваодства - это не только увеличение вы­пускаемой продукции, но и экономия сырья и материалов, снижение материалоемкости продукции, повышение ее качества.

Проиллюстрируем на примерах, что конкретно понимается под принципиально новым оборудованием.

Хлебом химической промышленности называют серную кислоту. Ее производство включает , как одну из наиболее тяжелых стадий, окисление SO₂ в SO₃. Обычно здесь применяют различного ро­да катализаторы, высокое давление и т. д. Этот тяжелый процесс интенсифицируется во много раз при использовании озонаторов специализации Держинскго филиала Ленниихиммаша. Создания технологического процесса и оборудования для получения серной кислоты на основе озонаторов и является одной из тем перспективного направления.

Способы концентрнрования растворов(вывпаривания, ректификация, фильтрование и др.) с увеличением еденичной мощности оборудования начинают входить в противоречие с самой основной применяемого метода. Так, например, в выпарных установках с принудительной циркуляцией раствора соотношение между исходным и циркулирующим раствором находится в пределах 1:50 - 1:150. При создании установок большой единичной мощности возникает необходимость в создании циркуляционных насосов 70-100 тысяч м³/ч, специального электрооборудования для них и т.д.

В то же время развитие мембранной техники и технологии поз­воляет задачи концентрирования решать совершенно иначе. Оказывает­ся возможным путем мембранного разделения сконцентрировать сла­бые растворы, получить чистый растворитель, который возввращается, в технологический цикл, а значительно уменьшенное количество уже сконцентрированного раствора подвергнуть упариванию до сухого остатка.

Аналогичным образом могут быть решены задачи ректификации с получением чистых продyктов.

Экономическая целесообразность такого типа установок обуславливается следущими затратами на 1 кг (данные для воды):

выпаривание 650 ккал;

кристаллизация 80 ккал;

мембранное разделение 14 ккал.