CC BY
52
УДК 378.147
РОЛЬ ДИСЦИПЛИНЫ «ГИДРАВЛИКА» В ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ
ПОДГОТОВКЕ ИНЖЕНЕРНЫХ СПЕЦИАЛИСТОВ
Г.П. Соколова
Аннотация. В статье проанализировано использование законов гидравлики, гидравлических систем и устройств в современной технике. Отмечены особенности развития современной техники, которые выдвигают новые требования к объему, содержанию и структуре подготовки инженерных специалистов. Обоснована необходимость фундаментального изучения гидравлики при подготовке инженерных специалистов в техническом вузе, а также определены и обоснованы дидактические условия изучения гидравлики.
Ключевые слова: гидравлика, гидравлические устройства, гидравлические системы, техника, инженер, фундаментализация.
HYDRAULIC AS A COMPONENT OF FUNDAMENTAL
ENGINEERING SPECIALISTS TRAINING
G. Sokolova
Abstract. The article analyzes the use of hydraulic laws, hydraulic systems and devices in modern technology, are marked features of the modern technology development, which put forward new requirements to the volume and complexity of the content and structure of the engineering professionals training, the necessity of a hydraulics fundamental study during the engineering experts preparation in technical universities, identified and justified didactic conditions of studying hydraulics.
Keywords: hydraulics, hydraulic devices, hydraulic systems, technique, engineer, fundamentalization.
Совершенствование техники в современных условиях является необходимостью. Создание новых образцов требует использования самых современных достижений науки, техники и технологий. Иногда потребности в некоторых видах техники, например, в военной технике, даже диктуют направления развития определённых областей науки и техники, так как в условиях нестабильного мира совершенствование военной техники является объективной необходимостью, поскольку устаревшая техника в случае серьезных военных конфликтов является гарантией поражения [5].
В развитии современной техники можно отметить такие закономерности:
- научные исследования, приводящие к быстрому росту объема и глубины знаний в различных областях естественных, технических, экономических и других наук;
- появление на стыке различных наук новых перспективных научных направлений, требующих для своего развития специалистов с глубокой фундаментальной подготовкой;
- быстрое внедрение научных и технических достижений в производство, что влечет за собой опережающее развитие эффективных наукоемких производств;
- моральное старение и быстрая смена поколений техники, в том числе военной, обусловленные высоким темпом получения
новых научных знаний и конкуренцией производителей;
- широкое внедрение компьютеров и микропроцессоров в современной технике, науке и производстве.
Эффективное использование любой техники, в том числе гидравлической, требует, по крайней мере, трех факторов:
- способности разрабатывать новые, более совершенные образцы техники, для чего требуются научные и инженерные кадры с соответствующей подготовкой;
- возможности изготавливать образцы этой техники, для чего необходима должным образом оснащенная промышленность и подготовленные производственные кадры;
- грамотной эксплуатации используемой техники, для чего требуется соответствующая база обслуживания и ремонта этой техники и, самое главное, наличие квалифицированных специалистов, обеспечивающих процесс ее эксплуатации.
Отмеченные особенности развития современной техники выдвигают новые требования к объему, содержанию и структуре подготовки инженерных специалистов [5].
Особую роль в подготовке современных специалистов играет фундаментализация знаний как основное средство обеспечения глубоких разносторонних научно обоснованных знаний,
являющихся прочной основой всей специальной подготовки [3].
Именно фундаментализация позволяет подготовить специалистов, способных наиболее успешно выполнять свои профессиональные обязанности в современных условиях быстрого развития техники.
Определяя оптимальный вариант объема изучаемого материала каждой из фундаментальных дисциплин, необходимо учитывать современную тенденцию уменьшения аудиторных часов на изучение, к глубокому сожалению, именно фундаментальных дисциплин. Поэтому речь может идти только о качественно новом уровне преподавания, с помощью которого можно создавать такие учебные взаимосогласованные курсы (модули) по каждой фундаментальной дисциплине, которые позволяют систематизировать знания.
Одной из таких наук является гидравлика.
Гидравлика как наука о статике и динамике жидкостей может изучаться с различной степенью описания происходящих процессов - от глубоких фундаментальных исследований с использованием сложного и специального математического аппарата, учитывающего максимально возможное количество факторов, влияющих на состояние и поведение жидкости, до примитивного изложения принципа работы гидравлических устройств и основных используемых эффектах.
Учитывая ограниченный объем учебного времени, отводимого на изучение гидравлики, возникает сложная проблема определения рационального соотношения изучения её фундаментальных и прикладных аспектов.
В этой ситуации самым правильным будет - коррекция учебного процесса подготовки специалистов в направлении фундаментализации образования.
Качество подготовки специалистов в значительной степени определяется
эффективностью организации учебного процесса, которая должна соответствовать изменению как внешних факторов (научно-технический прогресс, уровень экономического развития, военно-политическая обстановка), так и внутренних (особенности организации учебного процесса в конкретном вузе, учебно-материальная база, состав преподавателей и обучаемых).
Для квалифицированной разработки, обслуживания и применения сложной современной техники требуется изменение содержания и структуры знаний и умений, а также владений специалистов, что должно быть отражено в организации более глубокого
изучения технических вопросов при подготовке таких специалистов.
Принципиальным вопросом организации учебного процесса в любом вузе становится выбор между двумя крайними направлениями: глубокое изучение теории или тщательное рассмотрение конструкции и работы конкретных устройств и разумного сочетания этих подходов
[5].
Так как в современной транспортной и военной технике очень широко внедряются гидравлические машины, гидроустройства, гидросистемы и гидроприводы, а также системы с насосной подачей жидкости, то во всех технических вузах в число
общепрофессиональных или специальных учебных дисциплин введен курс гидравлики, после изучения которого студенты должны получить знания и навыки, необходимые для разработки, обслуживания и использования техники [4], в которой и применены эти машины, устройства и приводы [2].
Знания законов гидравлики необходимы при прокладке оросительных и судоходных каналов, строительстве гидроэлектростанций, шлюзов, портовых сооружений, при проектировании магистральных нефтепроводов, водопроводных и канализационных сетей; гидравлические приводы нашли широкое применение в строительно-дорожной и сельскохозяйственной технике. Даже системы перекачки сравнительно небольших объемов жидкости, например, при заправке машин топливом или подачи топлива в двигатели требуют тщательного расчета на основе законов гидравлики. Самостоятельная область применения гидравлических законов - расчеты при создании плавающих объектов - надводных и подводных кораблей, судов на подводных крыльях, самоходных и буксируемых барж, амфибийной техники - бронетранспортеров (БТР), боевых машин пехоты (БМП), плавающих танков, автомобилей и транспортеров [5]. Достоинства гидравлических устройств обусловили их внедрение в самых различных областях техники [1].
Кроме того, применение единого математического аппарата к описанию процессов в жидкостях и газах находит свое отражение в таких областях науки, как гидрогазодинамика или аэрогидродинамика. Это означает, что даже если в рамках учебной дисциплины изучаются только гидравлические процессы, обучаемые фактически получают знания об основах газодинамики, в частном случае, аэродинамики. Такая особенность законов гидравлики, свойственная фундаментальным научным законам,
подчеркивает важность их изучения с точки
зрения любого естественнонаучного и технического образования по соответствующим направлениям. Именно такие знания составляют прочный фундамент успешного освоения любых прикладных вопросов при изучении специальных дисциплин, освоении реальной техники и ее эффективного использования.
Гидравлика как учебная дисциплина с одной стороны аккумулирует в себе основные достижения науки и техники, а с другой стороны должна готовить новые поколения исследователей и разработчиков, которые будут обеспечивать дальнейшее развитие
соответствующих отраслей науки и техники. Эта сложная задача, характерная для многих отраслей науки, может быть решена только путем рациональной организации учебного процесса [6].
Для решения поставленных задач были использованы следующие методы исследования: анализ учебно-программной документации; дидактическое проектирование и педагогический эксперимент; тестирование и анкетирование; беседа; анализ результатов самостоятельных, контрольных и расчетно-графических работ, итогов сдачи экзаменов и зачетов. Для обработки результатов эксперимента применялись методы математической статистики [5].
В результате проведенного исследования определены и обоснованы дидактические условия
формирования знаний и умений в области гидравлики инженерного вуза: подготовка инженерного специалиста к профессиональному обслуживанию, использованию и разработке гидравлических устройств и систем, применяемых в современной и перспективной технике, может быть более эффективной при реализации следующих дидактических условий:
- структура и содержание формируемых знаний, умений, навыков определяются целевой направленностью, содержанием и характером профессиональной деятельности инженерного специалиста;
- логика процесса изучения гидравлики, его этапы, формы и методы обусловлены особенностями структуры, содержания, сферы применения знаний инженерного специалиста в процессе его профессиональной деятельности;
- процесс формирования знаний, умений, навыков строится на субъект - субъектных отношениях с использованием активных форм организации, методов и средств обучения, таких как компьютерная техника (электронные слайды и т.п.), действующие макеты и реальные образцы техники;
- особенности процесса формирования знаний, умений, навыков определяются спецификой и возможностями подготовки инженерного специалиста в современном вузе.
Литература:
1. Алпаров А.У., Благов А.Е., Дегтярев Г.Л., Маханько А.В., Маханько А.А., Руденко С.А., Харитонов А.Ю. Микропроцессорная система управления самоходной моделью тримарана / А.У. Алпаров, А.Е. Благов, Г.Л. Дегтярев, А.В. Маханько, А.А. Маханько, С.А. Руденко, А.Ю. Харитонов // Вестник казанского государственного технического университета им. А.Н.Туполева. - Казань. - 2014. - № 3. - С. 197-200.
2. Дегтярёв Г.Л., Маханько А.А. Опыт применения микропроцессорных систем управления на тяжёлых транспортных машинах / Г.Л. Дегтярев, А.А. Маханько // Вестник казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. -Казань. - 2007. - № 1(45). - С. 68-70.
3. Кондратьев В.В. Фундаментализация профессионального образования специалиста в
В.В.
техническом университете: монография / Кондратьев. - Казань: КГТУ, 2000. - С. 42-52.
4. Маханько А.А. Особенности формирования ШИМ сигналов в микропроцессорных системах управления / А.А. Маханько // Технические науки - от теории к практике. - Новосибирск. - 2016. - № 6(54). -С. 20-29.
5. Соколова Г.П. Фундаментализация специальной инженерной подготовки в военно-техническом вузе на основе курса гидравлики: дис. ... канд. пед. наук / Г.П. Соколова. - Казань, 2002. - С. 4-23.
6. Соколова Г.П. Особенности проектирования изделий наукоемкого машиностроения и возможности универсальной подготовки специалистов / Г.П. Соколова // Личность, семья и общество: вопросы педагогики и психологии. - Новосибирск. - 2016. - № 7(64). - С. 14-19
Сведения об авторе:
Соколова Галина Павловна (г. Казань, Россия), кандидат педагогических наук, доцент, доцент кафедры машиноведения и инженерной графики, Казанский национальный исследовательский технический университет, КНИУ-КАИ им. А.Н. Туполева, e-mail: glnsokolova@mail.ru
Data about the author:
G. Sokolova (Kazan, Russia), Ph.D., Associate Professor, Department of Mechanical Engineering and Engineering Graphics, Kazan National Research Technical University, KNRTU-KAI, e-mail: glnsokolova@mail.ru
