Введение 3
Глава 1. Общая характеристика работы синхронных генераторов, история их создания и эксплуатации в энергетических системах России и за рубежом 6
1.1. История возникновения, основные этапы конструирования синхронных генераторов и их технические характеристики 6
1.2 Методика изучения синхронных генераторов в образовательных учреждениях среднего профессионального и высшего образования 17
Выводы по главе 1 44
Глава 2. Теоретические основы и методика разработки учебно-методического комплекса по теме «Синхронные генераторы» курса «Электроэнергетика» 45
2.1 Понятие термина «Учебно-методический комплекс» 45
2.2. Демонстрационный эксперимент при изучении темы «Синхронные
генераторы» в системе учреждений СПО 61
2.3. Лабораторный практикум по теме « Синхронные генераторы» в системе
учреждений СПО 64
Выводы по второй главе 70
Заключение 72
Список используемой литературы
Развитие электростанций и электрических сетей в России и мировом сообществе, совершенствование электрического оборудование, технологий по их конструированию и эксплуатации, переход на цифровое обслуживание привело к повышению требований к изучению фундаментальных основ курса физики, энергетики и других дисциплин, в образовательных учреждениях различного уровня.
Большинству населения мира, России и стран ближнего зарубежья, на сегодня, сложно представить свою жизнь без электроэнергетики, которое за последнее столетие помогает сформировать основу могущества экономики любой страны мира, сформировать динамичный образ жизни ее граждан.
Школа, профессиональный лицей, колледж, высшее учебное заведения, как и большинство предприятий, учреждений уже не может обойтись сегодня без электричества, а, следовательно, качественного уровня подготовки своих специалистов энергетического профиля, обладающих высокими профессиональными знаниями, умениями и навыками.
Особая миссия в этом деле принадлежит мастерам по производственному обучению, преподавателям учреждений СПО и вузов, готовящих специалистов по энергетике и смежным с нею предметам естественно - научного цикла.
Одной из их образовательных задач входит познакомить учащихся, студентов с электрическим оборудованием современных электрических станций и сетей, одним из элементов которых является изучение синхронных генераторов.
Как известно, именно с их помощью, на сегодня, собственно и осуществляется, в основном получение электрической энергии, её преобразование в механическую энергию, а также разработка на этой основе программы учебно-методического комплекса.
Таким образом, актуальность разработки учебно-методического комплекса изучение темы, посвященных работе синхронных генераторов в профильной средней школе (учреждениях СПО), не вызывает сомнения.
Сложность ее изучения заключается в том, что необходимо не только обобщить отечественный или зарубежный, но и выделить в нем инновационную составляющую, например, реализации цифровых технологий преподавательской работы в этой области.
Другая сторона этой проблемы заключается в разработке методических основ изучения темы «синхронные генераторы», которая включает в себя обновление всего характера учебно-познавательной, научно-исследовательской, педагогической деятельности мастера производственного (технического) обучения для осуществления их работы в средней или высшей школе.
Несомненно, что курсы «Электроэнергетика», «Электрическое оборудование электростанций и сетей», «Электроника» и другие дисциплины в рамках их изучения в профильных учреждениях среднего профессионального образования обладают уникальными возможностями для творческого, научно-технического развития молодежи.
Особенно ярко это можно показать на примере преподавания темы «Синхронные генераторы», в том числе при организации лекционных, семинарских, практических занятий с широкой демонстрацией научных опытов, экспериментов, организации лабораторных занятий со студентами. Таким образом определился научно-методический аппарат нашего исследования.
Цель ВКР состоит в разработке комплекса методических рекомендаций, связанных с изучением темы «Синхронные генераторы», как основы для создания и разработки учебно-методического комплекса (УМК) курса энергетических дисциплин по этой проблеме.
Для достижения поставленной цели важно поставить перед собой и последовательно решить ряд исследовательских задач:
- рассмотреть общую характеристику работы синхронных генераторов;
- историю их создания;
- опыт эксплуатации на электрических станциях и энергетических
сетях;
- ознакомиться с опытом создания рабочих программ (вузов и СПО) по преподаванию энергетических дисциплин, как в нашей стране, так и за рубежом;
- изучить электрическое, цифровое, электронное оборудование, применяемое для диагностики синхронных генераторов в работе электрических сетей, правил техники безопасности и эксплуатации;
- разработать методические рекомендации по разработке учебно-методического комплекса и организации занятий (лекции, семинарские занятия, демонстрационный эксперимент, лабораторное занятие), в учреждениях СПО, связанных с изучением темы «Синхронный генератор».
Объектом исследования является процесс преподавания курсов по физике, электроэнергетике, электротехнике, а также «Электроника» (Микроэлектроника), применительно к изучению темы «Синхронный генератор» и практики их реализации в учреждениях среднего профессионального образования (профессиональных колледжах, лицеях).
Предмет исследования - «синхронный генератор» и частично синхронные компенсаторы, функциональные и рабочие характеристики которых описаны в учебных планах и программах, учебно-методической и научно-технической литературы курсов по «Электротехнике» и смежных с нею учебных дисциплин.
Структурно ВКР состоит из введения, 2 глав, на первой главе 2 параграфа, а второй главе 3 параграфа, выводов по ним, заключения, списка использованной литературы.
Обзор основных сведений о работе синхронных генераторов показал, что она является величайшим открытием в истории человечества, имевшее огромное значение для развития науки, техники и производства. Развитие, конструирование «СГ» привело к массовой электрификации, перевороту в области энергетики и крупнейшим сдвигам в промышленном производстве, развития электротранспорта.
Конструкции «СГ», на первый взгляд, достаточно разнообразны и зависят от назначения, сферы использования, технических характеристик. При этом у всех них есть много общего, в их числе выступают: принцип действия, конструктивные элементы, способы получения электроэнергии и т.д..
К достоинствам «Синхронного генератора» относят:
1. Надежность работы, его долговечность, а также возможность ремонта основных частей и механизмов, которые осуществляются мастерами;
2. Проведение различных видов лабораторных работ и научных экспериментов с использованием цифрового оборудования (авометра, цифровых мультметров, лабораторных стендов).
Еще одним видом деятельности преподавателя со студентами СПО является демонстрационный эксперимент, он приучает студентов искать источники знаний по предмету, проводить опыты на занятиях, что имеет неоценимую значимость для формирования научного мировоззрения.
Демонстрационные опыты считаются органической составляющей урока, которые могут быть исходным элементом для объяснения, включающего мобилизацию внимания учащихся, создание проблемной ситуации и выяснение темы занятий, позволяют иллюстрировать и сопровождать рассказ, беседу, объяснение и лекцию педагога, подтверждая изложенный материал.
Для реализации современных принципов развивающего и личностно-ориентированного обучения, а также для формирования практических умений и навыков рекомендуется проведение лабораторного практикума по теме «Синхронные генераторы» в системе учреждений СПО.
I. Аверченков О.Е. Основы схемотехники аналого-цифровых
устройств: Учебное пособие по курсу «Схемотехника ЭВМ»/
О.Е.Аверченков. - М.: ДМК Пресс.- 2012. - 80с.
URL: https://e.lanbiik.com/reader/book/4139/#1 (дата обращения 2.04.2019)
2. Алексеев С. В. Обучение физики. - М.: Самообуч, 2011. - 230 с.
3. Безрукова В.С. Педагогика. Проективная педагогика. Учебное пособие для инженерно-педагогических институтов и индустриально - педагогических техникумов /В.С. Безрукова - Екатеринбург: Изд-во «Деловая книга».- 1996. - 344 с.: ил.
4. Божинова Ф.Я., Кирюхин Н.М., Кирюхина Е.А. Физика: учебник / И. Шахова - Х.: Ранок, 2012. - 197с.: ил.
5. Бугаев А.И. Методика преподавания физики. Теоретические основы / А. Бугаев. - М.: Просвещение, 2011. - 288 с.: ил.
6. Волович М. Б. Справочник по физике. - М.: АСТ-ПРЕСС, 2017. - 544 с.: ил.
7. Волович Г.И. Схемотехника аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств. 2-е изд., испр.- /Г.И. Волович. - М.: Издательский дом «Додэка -XXI». - 2007. - 528с., ил.
8. Гурский И. П. Элементарная физика. - М.: Просвещение, 2014. - 328с: ил.
9. Данилов И.А., Иванов П.М. Дидактический материал по общей электротехнике с основами электроники: Учеб. пособие для спец. техникумов / И.А. Данилов, П.М. Иванов. - М.: Высш. шк. - 1987.- 319с: ил.
10. Дерягин А.В. Цифровые технологии в учебном физическом эксперименте: Монография /А.В. Дерягин. - Елабуга: ЕИ КФУ. - 2018. - 157с., ил.
II. Карабасова Г. Б. Требование к демонстрационным опытам и совершенствование оборудования учебного демонстрационного
эксперимента / Г.Б. Карабасова // Молодой ученый. - 2014. - №17. - С. 19-21.
12. Кучумов А.И. Электроника и схемотехника : Учебное пособие. 3е изд., / А. И. Кучумов. - М.: Гелиос. - АРВ.- 205.- 336 с.: ил.
13. Кухлинг Х. Справочник по физике / Х. Кухлинг - М.: Мир. - 2015. - 320с.: ил.
14. Лачин В. И., Савелов Н.С. Электроника: Учеб. пособие /В.И. Ла- чин, Н.С. Савелов - Ростов н/Д: изд-во «Феникс». - 2000. - 448с.
15. Теория и методика обучения физики. Общие вопросы: /Под ред. Каменцкого С. Е., Пурышевой Н. С. - М.: Приор, 2016. - 365с.: ил.
16. Трофимова Т. И. Курс физики. - М.: Высшая школа, 2011. - 324с.
17. Хорошавин С.А. Физический эксперимент по физике /С. А. Хо- рошавин. - М.: Просвещение. - 2013. - 175с: ил.
18. Электронные промышленные устройства : Учеб. для студ. вузов спец. «Пром. Электрон.» / В.И. Васильев, Ю.М. Гусев, В.Н. Миронов и др. - М.: Высш. шк. - 1988. - 303с.:ил.
19. Яворский Б. М., Детлаф А. А. Справочник по физике. - М.: Наука, 2012. - 188с: ил.
20. Пискунов В. М. Общая энергетика: учебное пособие / Пискунов
В.М., Шелудько О.В. - М.:ИЦ РИОР, НИЦ ИНФРА-М, 2016. - 134 с.
URL: http://znanium.com/bookread2.php?book=561337 (Дата обращения
10.04.2019)
21. Фортов В.Е. Энергетика в современном мире / В.Е. Фортов, О.С. Попель. - Долгопрудный: Интеллект, 2011. - 168 с.
URL: http://znanium.com/bookread2.php?book=255890 (Дата обращения
13.04.2019)
22. Фролов Ю.М. Основы электроснабжения / Ю.М.Фролов., В.П. Шелякин. - СПб.: Лань, 2012. - 432 с.
URL: http://lanbook.com/books/element.php?pl1_cid=64&pl1_id=857 (Дата обращения 17.04.2019)
23. Бутырин П.А., Коровкин Н.В. Теоретические основы электротех-
ники. Интернет-тестирование базовых знаний. М.: Изд-во «Лань», 2012. - 336 с. ЭБС «Лань»
URL: http://e.lanbook.com/books/element.php?pl1_id=3550 (Дата обращения
20.04.2019)
24. Г ольдберг, А.С. Энергетика в акронимах и сокращениях / А.С. Гольдберг ; под общ. ред. Г.Г. Ольховского.- М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2015. - 445 с.
URL: http://znanium.com/bookread2.php?book=539547 (дата обращения
24.04.2019)
25. Электронная защита от токов короткого замыкания и автоматика в распределительных устройствах 6-10 кВ тяговых и трансформаторных подстанций /КузнецовС.М. - Новосиб.: НГТУ, 2010. - 104 с.
URL: http://znanium.com/bookread2.php?book=546525 (Дата обращения
28.04.2019)