CC BY
8
УДК 378.147
ОСНОВНЫЕ АСПЕКТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ «ПРОБЛЕМЫ АЭРОДИНАМИКИ И ГИДРОДИНАМИКИ В НЕТРАДИЦИОННЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ»
В.М. Степанов, С.В. Котеленко
Статья посвящена учебному курсу «Проблемы аэродинамики и гидродинамики в нетрадиционных энергетических установках» с описанием компетенций курса, образовательных технологий, порядком проведения аттестаций и системы оценки достижений обучающегося по дисциплине.
Ключевые слова: компетенции, образовательные технологии, аттестация, система оценки достижений.
Учебный курс по дисциплине «Проблемы аэродинамики и гидродинамики в нетрадиционных энергетических установках» посвящен изучению проблем, возникающих в нетрадиционных энергетических установках при эксплуатации ветровых электростанций и гидроэлектростанций. В задачи изучения дисциплины входит:
изучение проблем аэродинамики в ветровых электростанциях и гидродинамики в гидроэлектростанциях;
анализ методов и средств решения проблем аэродинамики и гидродинамики в нетрадиционных энергетических установках;
Для успешного освоения учебной дисциплины «Проблемы аэродинамики и гидродинамики в нетрадиционных энергетических установках» необходимы знания, умения и навыки, сформированные предшествующими дисциплинами образовательной программы: «Автоматика электроустановок на базе нетрадиционных и возобновляемых источников энергии», «Методы проектирования электроустановок на базе возобновляемых источников энергии», «Энергокомплексы электроустановок на базе нетрадиционных и возобновляемых источников энергии».
Знания, умения и навыки, сформированные при изучении данной учебной дисциплины, необходимы для успешного освоения последующих дисциплин: «Нанотехно-логии в энергетических установках и электростанциях на базе нетрадиционных и возобновляемых источников энергии», «Переходные процессы в нетрадиционных энергетических установках», «Надежность и диагностика работы электроустановок на базе нетрадиционных и возобновляемых источников энергии», а также для успешного выполнения выпускной квалификационной работы.
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование элементов следующих компетенций в соответствии с ФГОС ВО по данному направлению подготовки:
- универсальными компетенциями (УК): способностью осуществлять критический анализ проблемных ситуаций на основе системного подхода, вырабатывать стратегию действий (УК-1);
- общепрофессиональных компетенций (ОПК): способностью применять современные методы исследования, оценивать и представлять результаты выполненной работы (ОПК-2);
- профессиональными компетенциями (ПК), соответствующими виду (видам) профессиональной деятельности, на который (которые) ориентирована программа магистратуры:
- проектно-конструкторская деятельность: способность осуществлять технико-экономическое обоснование проектов (ПК-6);
В результате изучения дисциплины студент должен:
- знать современные методы исследования, оценки и представления результатов выполненной работы (ОПК-2);
- уметь осуществлять технико-экономическое обоснование проектов (ПК-6).
- иметь навыки критического анализа проблемных ситуаций на основе системного подхода, вырабатывать стратегию действий (УК-1).
Общая трудоемкость дисциплины составляет 4,0 зачетных единиц (144 академических часа) представлена в табл. 1.
Таблица 1
Общая трудоемкость дисциплины_
Семестр Контактная работа с преподавателем Самостоятельная работа Вид промежуточной аттестации
Виды занятий Итого Выполнение курсовых заданий Другие виды СРС
№ З.Е. Лекционные Практические (клинические) Лабораторные Индивиду-альные КП (КР) ККР (РГР...)
Очная форма обучения
1 4,0 12 24 24 - 60 10 - 74 Экзамен (36)
Итого 4,0 12 24 24 - 60 10 - 74 Экзамен (36)
Заочная форма обучения
1 4,0 2 6 4 - 12 10 - 122 Экзамен (36)
Итого 4,0 2 6 4 - 12 10 - 122 Экзамен (36)
Учебная дисциплина предусматривает выполнение курсовой работы на тему «Проблемы аэродинамики и гидродинамики в нетрадиционных энергетических установках» в 1 семестре первого года обучения магистратуры по направлению подготовки 140400 - «Электроэнергетика и электротехника»
Для успешного освоения дисциплины применяются различные образовательные технологии, которые обеспечивают достижение планируемых результатов обучения согласно основной образовательной программе, с учетом требований к объему знаний в интерактивной форме.
Используются следующие образовательные технологии:
Деловая игра - это моделирование реальных условий профессиональной деятельности специалиста во всем многообразии служебных, социальных и личностных связей. Она является основой методов интерактивного обучения и представляет собой имитацию принятия решений в различных областях, осуществляемую по заданным правилам группой людей или человеком с ЭВМ в диалоговом режиме, при наличии конфликтных ситуаций или информационной неопределенности. Этот метод позволяет максимально приблизить иноязычное общение студентов к профессионально ориентированному, т.к. он основан на принципе имитационного моделирования конкретных условий и динамики производства. Деловая игра способна породить творческую работу. Всестороннее коллективное обсуждение учебного материала студентами позволяет добиться комплексного представления ими профессионально значимых процессов и деятельности.
Разбор конкретных ситуаций (метод кейс-стади) - это интерактивный метод организации обучения на основе описания и решения конкретных проблемных ситуаций (от английского «case» - случай). Студентам предлагают осмыслить реальную жизненную ситуацию, описание которой одновременно отражает не только какую-либо
практическую проблему, но и актуализирует определенный комплекс знаний, который необходимо усвоить при разрешении данной проблемы. При этом сама проблема не имеет однозначных решений. Этот метод дает возможность проявить инициативу, почувствовать самостоятельность в освоении теоретических положений и овладении практическими навыками. Не менее важно и то, что анализ ситуаций довольно сильно воздействует на профессионализацию студентов, способствует их взрослению, формирует интерес и позитивную мотивацию к учебе.
Групповая дискуссия - это совместное обсуждение и анализ проблемной ситуации, вопроса или задачи. Групповая дискуссия может быть структурированной (то есть управляемой педагогом с помощью поставленных вопросов или тем для обсуждения) или неструктурированной (ее течение зависит от участников группового обсуждения).
Мозговой штурм - это один из наиболее эффективных методов стимулирования творческой активности. Позволяет найти решение сложных проблем путем применения специальных правил: сначала участникам предлагается высказывать как можно больше вариантов и идей, в том числе самых фантастических. Затем из общего числа высказанных идей отбирают наиболее удачные, которые могут быть использованы на практике.
Видеоанализ - это инструмент, представляющий собой демонстрацию видеороликов, подготовленных преподавателем, или видеозаписей, на которых участники процесса обучения демонстрируют разные типы поведения в коммуникативной ситуации. Видеоанализ позволяет наглядно рассмотреть достоинства и недостатки разных типов коммуникации.
Применительно к учебной дисциплине «Проблемы аэродинамики и гидродинамики в нетрадиционных энергетических установках» интерактивные образовательные технологии используются в следующих аудиторных занятиях, которые представлены в табл. 2.
Таблица 2
Применение интерактивных образовательных технологий в занятиях
Семестр Вид занятия Используемые интерактивные Количество ауди-
(Л, ПЗ, ЛР) образовательные технологии торных часов
Очная форма обучения
1 Л Видеоанализ лекции № 1, № 3, № 4, № 5 Кейс-стади по материалам лекции № 3 Деловая игра в режиме интерактивного опроса по материалам лекции № 6 6
ПЗ Групповая дискуссия по мероприятиям, обеспечивающим качество электроэнергии (П3-3; ПЗ-4; ПЗ-5) Кейс-стади по методикам расчета (ПЗ-1, ПЗ-2; ПЗ-З; ПЗ-4) 12
ЛР Мозговой штурм решения задач расчета молниезащиты и заземляющих устройств (ПЗ-4, ПЗ-5) 6
Итого 24
Заочная форма обучения
1 Л Видеоанализ лекций 2
ПЗ Групповая дискуссия по мероприятиям, обеспечивающим заземление и молниезащиту подстанций (ПЗ-1; ПЗ-2, ПЗ-З) 4
ЛР Групповая дискуссия по мероприятиям, обеспечивающим координацию изоляции (ЛР-3, ЛР-4) 2
Итого 8
Дисциплина «Проблемы аэродинамики и гидродинамики в нетрадиционных энергетических установках» состоит из теоретического курса первого семестра с лекциями, лабораторными и практическими занятиями общим объёмом 144 часов или 4,0 зачетных единиц, завершающаяся экзаменом.
Этот курс оценивается по 100-балльной системе. Диапазоны баллов, соответствующих традиционным оценкам, указаны в табл. 3.
Таблица 3
Соответствие диапазонов баллов традиционным оценкам учащихся
Виды оценок Оценки
Академическая оценка по 100-балльной шкале (экзамен, дифференцированный зачет, зачет) 0...39 40.60 61.80 81.100
Академическая оценка по 4-балльной шкале (экзамен, дифференцированный зачет) Неудовлетворительно Удовлетворительно Хорошо Отлично
Академическая оценка по 2-балльной шкале (зачет) Не зачтено Зачтено
Допуск к экзамену производится после выполнения всех предусмотренных учебным планом и рабочей программой работ.
Аттестация дисциплины проводится по двухступенчатой схеме:
- первый рубежный контроль проводится в виде контроля посещаемости лекций, защиты лабораторных и практических работ. Суммарная максимальная оценка -30 баллов;
- второй рубежный контроль проводится в виде контроля посещаемости лекций, защиты лабораторных и практических работ, а также оценки качества выполнения курсовой работы. Суммарная максимальная оценка - 30 баллов;
Промежуточная аттестация (экзамен) проводится в письменной форме по тестам с последующим собеседованием, на ответы по тестам отводится 40 минут времени. Максимальная оценка - 40 баллов.
Магистрант, не проходивший первую и вторую ступень испытания, или набравший на нём менее 20 баллов, или отказавшийся письменно от результатов испытания, сдаёт зачёт по всей программе в назначенный расписанием день аттестации на зачётной неделе.
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Проблемы аэродинамики и гидродинамики в нетрадиционных энергетических установках» формировалась на основе учебных пособий, ГОСТов, периодических изданий, интернет-ресурсов.
Список литературы
1. Кривцов B.C., Олейников A.M. [и др.]. Неисчерпаемая энергия. Кн. 1. Ветроэлектрогенераторы: учебник. Харьков, 2003. 400 с.
2. Агеев В.А. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. МРСУ. 2004. 174 с.
3. Зубарев В.В. Ветроэнергетика. М.: Энергоатомиздат, 2007. 487 с.
4. Кашкаров А.П. Ветрогенераторы, солнечные батареи и другие полезные конструкции. М.: ДМК Пресс, 2011. 144 с.
5. Энергетик: ежемесячный производственно-массовый журнал. М.: НТФ Энергопрогресс, 2014.
6. Промышленная энергетика: производственно-технический журнал. М.: Энергопрогресс, 2014.
7. Сайт информационной системы по содержанию ГОСТов [Электронный ресурс] URL: https://fgos.ru/ (дата обращения: 10.11.2018).
8. Сайт информационной системы по содержанию ГОСТов [Электронный ресурс] URL: http://www.gost.ru (дата обращения: 10.11.2018).
9. Сайт федеральных государственных образовательных стандартов [Электронный ресурс] URL: https://fgos.ru/ (дата обращения: 10.11.2018).
Степанов Владимир Михайлович, д-р техн. наук, профессор, energy@tula. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Котеленко Светлана Владимировна, канд. техн. наук, ассистент, S. V.Kuzmina@yandex.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
THE MAIN ASPECTS OF THE DEVELOPMENT OF THE DISCIPLINE «PROBLEMS OF AERODYNAMICS AND HYDRODYNAMICS IN UNCONVENTIONAL POWER PLANTS»
V.M. Stepanov, S.V. Kotelenko
The article is devoted to the training course «Problems of aerodynamics and hydrodynamics in unconventional power plants» with a description of the course competencies, educational technologies, the procedure for certification and assessment of student achievements in the discipline.
Key words: competence, educational technology, evaluation, system of evaluation of achievements.
Stepanov Vladimir Mikhaylovich, doctor of technical sciences, professor, ener-gy@tula.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Kotelenko Svetlana Vladimirovna, candidate of technical sciences, assistant, S. V.Kuzmina@yandex.ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.313
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗОК СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ПОВОРОТОМ СОЛНЕЧНЫХ ПАНЕЛЕЙ
С.В. Ершов, М.Э. Алтунин
Представлены возможные конструктивные решения адаптивной системы управления устройства отслеживания положения Солнца, имеющего две оси вращения: горизонтальную неподвижную ось и наклонную подвижную ось. Предлагаемая конструкция обеспечивает сокращения потерь накапливаемой энергии и повышение энергоэффективности системы. Затронуты вопросы определения параметров нагрузки в зависимости от рабочих положений системы слежения (положений, соответствующих минимальному и максимальному углам вращения), с учетом влияния ветрового давления.
Ключевые слова: адаптивная система слежения, конструктивные особенности, линейный привод, нагрузка.
Основным преимуществом использования системы слежения положения Солнца является увеличение количества преобразованной солнечной энергии [1]. В качестве недостатков можно отметитьзначительные затраты на строительство и
197
