Реферат введение в инженерное образование
Обновлено: 02.07.2024
Современный этап развития инженерной деятельности характеризуется
системным подходом к решению сложных научно-технических задач, обращением ко всему комплексу социальных гуманитарных, естественных и технических
дисциплин.
Цель данной контрольной работы – рассмотреть становление и развитие инженерной деятельности, а также проблемы, которые возникают на пути развития инженерной деятельности.
Содержание
Введение 2
1. Становление инженерной деятельности. 3
2. Возникновение профессии инженера 6
3. Инженерная деятельность в эпоху машинного производства. 9
4. Инженерная деятельность и проблемы, возникающие перед ней на современном этапе ее развития. 16
Заключение 19
Список используемых источников 20
Работа содержит 1 файл
Реферат Становление и развитие инженерной деятельности.docx
1. Становление инженерной деятельности. 3
2. Возникновение профессии инженера 6
3. Инженерная деятельность в эпоху машинного производства. 9
4. Инженерная деятельность и проблемы, возникающие перед ней на современном этапе ее развития. 16
Список используемых источников 20
Введение
В жизни современного общества инженерная деятельность играет
возрастающую роль. Проблемы практического использования научных знаний, повышения эффективности научных исследований и разработок выдвигают сегодня инженерную деятельность на передний план всей экономики и современной культуры.
Инженерная деятельность предполагает регулярное применение научных знаний (т.е. знаний, полученных в научной деятельности) для создания
искусственных, технических систем - сооружений, устройств, механизмов,
машин и т.п. В этом заключается ее отличие от технической деятельности,
которая основывается более на опыте, практических навыках, догадке.
Современный этап развития инженерной деятельности характеризуется
системным подходом к решению сложных научно-технических задач, обращением ко всему комплексу социальных гуманитарных, естественных и технических
дисциплин.
Цель данной контрольной работы – рассмотреть становление и развитие инженерной деятельности, а также проблемы, которые возникают на пути развития инженерной деятельности.
1. Становление инженерной деятельности.
Становление инженерной деятельности было связано с развитием высших технических школ, которые начинают целенаправленную научную подготовку инженеров. В них проводятся и первые научно-технические исследования. С необходимостью систематизации научного материала, нужного для подготовки инженеров, связано и возникновение первых технических наук. К концу XIX в. научная подготовка инженеров, их специальное, именно высшее образование, становится настоятельной необходимостью. Поэтому к этому времени многие ремесленные, средние технические училища преобразуются в высшие учебные заведения, где наряду с практическими предметами основное место начинают занимать самые различные науки, хотя на практике эти науки и применяются первоначально весьма редко и инженеры работают пока часто, как и раньше, "на глазок". Но уже когда начинает ощущаться недостаточность основательной теоретической научной базы инженеров. В то же время образование инженеров должно было сочетаться с их практической подготовкой. К концу IХ началу XX в. наука все более проникает в инженерную практику и инженерное образование. Эти две тенденции - ориентация на практику и на науку - характерны и сегодня для высших технических школ. С точки зрения первой ориентации, инженерная деятельность рассматривается как искусство, то есть система приемов и методов практической деятельности (например, строительное искусство, искусство проектирования и т. п.); с точки зрения второй - как своего рода прикладная, техническая наука как порождение науки, как результат приложения науки к технической практике. В соответствии с этими тенденциями реализуются и различные идеалы и нормы инженерной деятельности и инженерного образования: поощрение преимущественно изобретательско-проектной функции инженера, восходящей к художникам-архитекторам и ремесленникам-механикам эпохи Возрождения, или познавательски- исследовательской, расчетной, научной, восходящей к ученым-экспериментаторам Нового времени. В течение всего периода становления классической инженерной деятельности эти две тенденции конкурируют и поочередно возобладают как в сфере практической инженерной деятельности, так и в сфере инженерного образования.
Средневековые ремесленники и архитекторы тоже могли пользоваться и действительно пользовались чертежами и математическими пропорциями, но они выполняли тогда иную функцию. Между языками ремесла и современного проектирования, в структуру которого действительно входит наука, есть принципиальная разница. Пропорция для античного и средневекового мастера была не научным или даже не эстетическим средством, а живой методикой делания вещи, начиная с выбора материала, всей технологической последовательности выполнения работ и кончая определением строя вещи в целом и каждой ее части. Когда современный архитектор, желая придать фасаду здания эстетичный вид, расчерчивает его по так называемому "золотому сечению", то это совсем иной научно-рациональный подход, чем это было в прошлом. Не следует забывать, что сегодня техническое черчение — это воплощенная наука, применение начертательной и проективной геометрии к решению практических задач машиностроения, строительства и т. д. Одним из создателей этого графического языка инженеров был французский инженер и ученый Гаспар Монж.
Монж был математиком и инженером одновременно. Он одним из первых понял и создал строго научную, математически точную систему графических изображений для нужд техники. В этом смысле он был продолжателем учения о перспективе художников-инженеров эпохи Возрождения. Но Монж пошел дальше их, сделав язык чертежа, с одной стороны, более строгим и научным, а с другой - пригодным для решения практических инженерных задач [2, 103]. Очень скоро техническое черчение стало центральным пунктом инженерного образования, графическим языком инженеров. В других отраслях техники и технической науки также сложились свои особые графические средства для выражения инженерных идей, хотя и не всегда тесно связанные с геометрией, как, например, электрические схемы в электротехнике и радиотехнике.
Таким образом, на протяжении веков сформировались три особенности инженерного мышления - художественная, техническая (практическая) и научная. И хотя инженеры более охотно рисуют чертежи и схемы, а ученые пишут формулы и тексты (статьи, учебники), современное инженерное мышление глубоко научно. И чертеж, и схема, эти языки инженера, насквозь пронизаны наукой, прежде всего математикой.
2. Возникновение профессии инженера
Быстрое развитие государственности и торговли стимулировало совершенствование военного дела, прежде всего укреплений и артиллерии, строительства гидротехнических и архитектурных сооружений. Совершенствование артиллерии и фортификации было жизненно необходимо для существования самостоятельных городов-республик Италии: от точности и дальнобойности их орудий зависела и их независимость. Одним словом инженеры-консультанты везде были нужны и высоко ценились королями, герцогами и горожанами. В молодые годы Леонардо да Винчи, нанимаясь к герцогу миланскому Лодовико Моро, писал в своем письме к нему, что умеет делать легко переносимые и наводимые мосты, штурмовые лестницы, тайные подкопы, спускать воду из рвов осажденных городов, мортиры, катапульты и огнеметы оригинальной конструкции с превосходной баллистикой, а также знает способы нападения на неприятельские корабли без их повреждения выстрелами и т.д. Кроме того, пишет да Винчи, в мирное время он может с любым соперничать в постройке зданий и гидросооружений, скульптуре и живописи.
Список инженерных изобретений и возможных работ, предлагаемых в письме Леонардо, не является пустой похвальбой, или не выполнимой инженерной фантазией, хотя и неизвестно, что именно он успел воплотить в действительности. В процессе своей жизни он реализовал некоторые из них. Что же касается не реализованных проектов, то в его записках содержатся подробные описания и рисунки, из которых можно уже понять, как можно воплотить их в конкретных сооружениях и устройствах. Эти записи являются своеобразными эскизными проектами.
Само существование нереализованных проектов наряду с реализованными - первый признак проектной культуры, в которую вступило человечество в эпоху Возрождения. Для инженеров этой эпохи характерно стремление не делать свои достижения недосягаемыми - достоянием узкого круга мастеров данного ремесленного цеха, а совершенствовать уже существующие образцы, улучшать их, вносить изменения и делать всеобщим достоянием, обнародовать, опубликовать их под своим именем, которое эти изобретения, в свою очередь, могут прославить. Теперь хитроумные архимедовы машины стали создаваться многими и повсеместно. Им не просто удивляются, теперь они нужны, труд по их созданию оплачивается и есть многочисленные их заказчики и потребители.
Начиная с эпохи Возрождения, появляется большое количество инженеров отстаивающих свои авторские права и положение в обществе. Заново переоткрываются, но уже с именем, многие известные в древности изобретения, например порох, который давно применялся китайцами. Этот процесс обусловлен тем, что средневековые изобретатели, чтобы обеспечить распространение своего нововведения, часто скрывали свое авторство, приписывая его какому-либо авторитету. Теперь же клеймо Мастера становится значимым, а сам он - личностью. Изменяется социальный статус мастера и отношение к нему общества. Это хорошо видно на примере русского пушечного мастера Андрея Чохова.
Социальный статус такого Мастера был относительно высок. На Пушечном Дворе все мастеровые люди не платили налогов, им регулярно выдавалось жалованье, выделялось жилье. А сам Чохов получал денежное жалование даже больше чем глава Пушечного приказа. Жаловал его царь и отдельно по выполнению крупных работ [3, с. 70].
3. Инженерная деятельность в эпоху машинного производства.
Со становлением машинного производства происходит дифференциация инженерной деятельности, которая на первых этапах включает в себя лишь изобретательство, конструирование и технологию производства. С возникновением технических наук к ним добавляются еще инженерные исследования и проектирование.
Конструктор изменяет приемы своей работы в зависимости от каждого конкретного случая, но они не выходят за пределы конструктивных вариантов и представляют собой применение известных, уже выработанных искусственных приемов и простых стандартных расчетов. Поэтому его задача заключается в том, чтобы произвести такое видоизменение, чтобы получилась лишь новая конструкция, а не новое изобретение. Прогресс в технике как раз и заключается в том, что нововведение усваивается и переходит из разряда изобретений в разряд конструкций. Конструкторская деятельность становится особенно необходимой с развитием серийного и массового производства технических изделий. Проектирование же занимает промежуточное положение между изобретением и конструированием и более тесно связано с научной деятельностью.
Полный цикл инженерной деятельности включает изобретательство, конструирование, проектирование, инженерное исследование, технология и организация производства, эксплуатация и оценка техники, а завершает этот процесс ликвидация устаревшей или вышедшей из строя техники.
Изобретательство. Изобретательская деятельность, как правило, начинает цикл инженерной работы. В изобретательской деятельности на основании научных знаний и технических достижений заново создаются новые принципы действия, способы реализации этих принципов или конструкции инженерных устройств и систем или же их отдельных компонентов. Сложности в изготовлении, конструировании и техническом обслуживании существующих технических систем, а также необходимость создавать принципиально новые инженерные устройства и системы стимулируют производство особого продукта — изобретений, авторство на которые закрепляется в виде патентов. Они имеют широкую сферу применения, выходящую за пределы единичного акта инженерной деятельности, и используются при конструировании и изготовлении новых технических систем или усовершенствовании старого оборудования.
Обычно работа по изобретательству состоит из следующих четырех этапов:
1. Четкая постановка задачи. Правильно поставить задачу - это часто означает решить ее наполовину.
2. Анализ задачи. Разложение ее на составляющие элементы. Теория. Часть элементов окажется известной. Неизвестное встает более ясно.
3. Комбинаторика (творчество). Классификация решений и заполнения пустых классов. Аналогии. Смелые скачки мысли. Фантазии. Теория и наивыгоднейшие соотношения. Чем смелее, тем лучше!
Страны, интеллектуальная элита которых способна создавать и продвигать на рынок инновации, прежде всего высокие технологии.
Страны, имеющие возможности пользоваться нововведениями.
Страны, преимущественно потребительского, дотационного развития.
По разным причинам СССР не смог вовремя выйти из холодной войны, изменить цели своего развития, проект своего будущего так, как, например, сделал это Китай, и его правопреемнице, России, приходится начинать конкурентную борьбу за место под новым мировым экономическим солнцем заново. Определяющим здесь является выбор верного целеполагания, пути дальнейшего развития, нового проекта будущего, беспристрастный анализ прошлого и признание неверного в нем. Важным в этом процессе является осознание произошедшего в последние десятилетия в мире, анализ и реализация в полной мере возможностей России в мире глобализации, в новом пространстве соревнования и соперничества.
1.Использование бюджетных денег в качестве катализатора для привлечения частных капиталов и создания первых успешных примеров инноваций.
2. Инвентаризация государственной собственности в научно-техническом секторе и передача ее более эффективным собственникам.
3. Подготовка кадров – главного ресурсного механизма инновационной экономики и наиболее слабого звена отечественного инновационного процесса.
Для инженерного образования России наступает время изменений, новых перспектив и возможностей и новых, хотелось бы сказать, только творческих и организационных проблем. На этом практическом пути создания адекватного новым запросам времени инженерного образования важно не только знать, что делается вокруг в мире, но и понимать, что не так у нас. Как бы часто не повторялись слова о прошлых успехах российского образования, рассмотренные выше задачи подготовки нового инженерного корпуса ставятся впервые для всех стран мира и аналогов их решения в прошлом нет ни у кого. Для нашей страны этот вопрос не является вопросом просто нового качества образования. Речь идет ни мало, ни много о будущем страны, о ее долгосрочном проекте развития.
СОСТОЯНИЕ ОТДЕЛЬНЫХ ВОПРОСОВ ИНЖЕНЕРНОГО ОБРАЗОВАНИЯ В РОССИИ
Высшую школу в связи со всеобщей перестройкой и переориентацией политической системы в последнее время также пытаются реформировать. Так ли уж плоха наша российская классическая схема инженерного образования?
Россия почти полностью вернулась к образовательной системе, которая существовала перед коммунистической революцией. Традиции старой школы оказались очень сильными, и с помощью остатков старых преподавательских кадров было возможно привести в порядок инженерное образование, разрушенное во время революции.
В настоящее время Россия имеет большое количество инженерных учебных заведений с компетентными преподавательскими кадрами и достаточным оборудованием, что дает возможность будущим инженерам в процессе обучения получать необходимые знания. Созданы особые программы подготовки инженеров-исследователей, а учебные специальности организованы по большинству отраслей. Таким образом, созданы благоприятные условия для будущего развития технических наук, и в настоящее время Россия занимает ведущее положение во всех подобных областях.
Подготовка в высшей степени квалифицированных и компетентных инженеров невозможна без досконального изучения основных дисциплин.
Преподавание математики и механики велось на очень высоком уровне, особенно благодаря деятельности математика М.В.Остроградского.
Ряд важных публикаций в течение второй половины девятнадцатого века принадлежит ученикам М.В.Остроградского. Один из них И.А.Вышнеградский (1831-1895). Его теория регуляторов получила известность во всем мире и послужила основой для развития важной отрасли механики, имеющей дело с регулированием скоростей машин.
В это время студенты на инженерных специальностях получали более широкую математическую подготовку, чем на математическом отделении в Университете Санкт-Петербурга.
Обучение сопротивлению материалов и строительной механике в России в середине девятнадцатого века стояло на высоком уровне. Изучение механических свойств строительных материалов, конструктивных особенностей металлоизделий было также хорошо поставлено.
Позднее в Москве было организовано Техническое училище. Это высшее учебное заведение было одним из первых в мире, где началось преподавание аэродинамики в лаборатории. В 1912 году появилась книга Н.Е.Жуковского, представляющая собой первое в мировой литературе систематическое изложение аэродинамики.
Научная деятельность русских инженерных учебных заведений в девятнадцатом веке была на очень высоком уровне. Россия в этот период внесла значительный вклад в развитие инженерных наук.
В области строительной механики кораблей и подводных лодок Россия имеет в настоящее время наиболее полную и современную литературу.
Большинство нововведений, внедренных в учебные планы коммунистическим режимом, было упразднено. В скором времени преподавание в средних школах начало быстро улучшаться, в особенности по естественным наукам и математике. По-видимому, к концу тридцатых годов требования по математике в средних школах уже приблизилось к дореволюционному стандарту.
Учебники в России стоили очень дешево, и купить эти книги для многих студентов не представляло затруднений. Кроме того, институтские библиотеки обычно имеют достаточное количество экземпляров требуемых учебников для студентов.
В дореволюционные годы Россия имела большое количество средних специальных учебных заведений. В настоящее время их число значительно увеличилось. Теперь направление политики состоит в том, чтобы на предприятии или стройке соблюдалось соотношение: два техника на одного инженера.
В системе инженерного образования постоянно были поиски наиболее актуальных и результативных методов обучения. Большое значение уделяется технологической практике будущих инженеров.
Лекционная система, практиковавшаяся в дореволюционные годы, осталась, но в нее были внесены некоторые улучшения. В старое время профессора читали лекции для всего курса, иногда состоявшего из 300 или400 студентов. В настоящее время большие курсы разделяются на потоки, не превышающие 150 человек Посещение лекций строго контролируется, и студенты могут быть наказаны за любую неаккуратность в посещении, так как право на стипендию в бюджетных группах зависит от регулярности работы студента. Для решения задач студенты подразделяются на небольшие группы по 25-30 человек. Каждый лектор должен вести по крайней мере одну такую группу.
Ряд российских ученых, передовых инженеров делают выводы по результатам чтения лекций в американских учебных заведениях: американские студенты только на более старших курсах частично изучают материал по техническим дисциплинам, который изучается студентами первых курсов технических российских вузов.
Наряду с этим система технического инженерного образования постоянно изменяется, улучшается.
ПОЛОЖЕНИЕ ИНЖЕНЕРНОГО ОБРАЗОВАНИЯ НА СЕГОДНЯШНИЙ ДЕНЬ
Для развития инженерного образования в России существует несколько очень важных заделов.
1. Российское общество в целом позитивно настроено к обучению. Число студентов вузов увеличилось в течение последнего десятилетия практически вдвое. В 1990 году на 10 000 жителей в России приходилось 190 студентов, в 2001 году – 330 студентов.
3. Имеется разнообразный опыт многих научных школ, достигших мирового уровня.
5. Число людей, имеющих различный опыт научно-исследовательских работ, в России по-прежнему велико и превышает число научно-исследовательских работников в США: у нас 4.35 тысяч человек на 1 миллион жителей, в США – 3.73 тысяч. При успехе инновационной экономики в России они могут сыграть важную роль в разворачивании инновационных программ, создании позитивной инновационной среды.
6. В течение нескольких десятилетий накоплен опыт отбора и работы с одаренными школьниками в специализированных школах: школах космонавтики, физ-мат. школах, биологических школах и т.д., в летних школах, в большом числе олимпиад и конкурсов. Весь этот опыт может быть успешно перенесен при необходимости на специализированные инновационные классы и школы при или вокруг технических университетов.
7. И, наконец, в России объективно возникает спрос на новые инженерные кадры. Они нужны уже действующему пока в ограниченном количестве инновационному сектору российской экономики, они необходимы для кадрового обеспечения федеральных программ инновационного развития, впервые утвержденных правительством РФ в 2002 году.
Процесс реформирования российской высшей школы в последние годы, по сути, представляет собой пополнение учебных программ культуроведческими и другими неинженерными дисциплинами: экономическими, финансовыми, юридическими. Предлагаемое трехступенчатое образование (обычное, бакалавриат, магистратура) неотвратимо ведет к деформированию устоявшейся классической схемы высшего инженерного образования, существенно лучшего, чем в США, и лучшего инженерного образования в мире.
Академическая и научная деятельность не имеет в нашей стране того престижа, что в Европе, и лучшие молодые таланты обычно не выбирают для себя научной карьеры. Возможно, эта ситуация может быть исправлена путем развития усиленной подготовки по математике и естественным наукам в средней школе и интенсификации фундаментальной подготовки в университетах. Нет сомнения, что будущее инженерного дела неизбежно станет все более и более тесно связано с развитием "чистой" науки.
Русские высшие технические учебные заведения уделяют большое внимание проектированию, и посредством выполнения дипломного проекта они стараются подготовить своих студентов к реальной практической работе. Американские высшие технические учебные заведения дают очень мало своим студентам в этой области. В области конструирования машин они разбираются очень мало. Многие из них считали, что инженер должен только готовить эскизы, а конструировать должен чертежник, который выберет требуемые размеры на основе прошлого опыта и при помощи справочника. Ситуация за последние 30 лет значительно улучшилась, но с нашей слабой подготовкой в средней школе мы не сможем, по-видимому, достичь того, что имеют сегодня высшие учебные заведения в России.
Наиболее важным достижением России в инженерном образовании является организация подготовки инженеров нового типа, которых мы назовем инженерами-исследователями. Эта подготовка базируется на широком изучении таких фундаментальных наук, как математика, механика, физика, с целью устранения разрыва между "чистыми" и прикладными науками.
ПРОБЛЕМЫ В ИНЖЕНЕРНОМ ОБРАЗОВАНИИ РОССИИ
Список требующих разрешения проблем внушителен. Первая часть проблем связана с созданием в России впервые в ее истории устойчивой и успешной инновационной среды, преодоление в течение короткого времени трех важных психологических барьеров в обществе и внутри научно-образовательных сообществ.
1. В России нет традиций объединять инновационное творчество ученых и инженеров с рыночными механизмами, с коммерческим успехом. До сих пор отсутствует эффективный механизм персонифицированного поощрения технического творчества, защиты прав интеллектуальной собственности на результаты инженерного труда. Из всех видов творческой деятельности инженерная наименее статусная, инженеры из всех слоев творческой интеллигенции находятся в самом бедственном положении. Начало подготовки инновационных менеджеров, нового типа инженеров происходит в минимуме престижа инженерной профессии и требуется большая работа по коренному изменению отношения общества к инженерному труду.
2. Нет традиций работать с разнообразными заказчиками кроме государства, которое в советские времена руководствовалось, прежде всего, политическими соображениями. Как результат, в стране не получили развития целые направления инженерного творчества, нет систем обратной связи, позволяющих вносить коррекции в создаваемые продукты в соответствии с требованиями конечных потребителей (за исключением лишь военных разработок). Все системы образования в течение десятилетий работали в условиях 100% госзаказ. Переход к рыночным отношениям в подготовке нового инженерного корпуса требует освоения непривычного деятельного пространства, воли и умения. Фактически вузы, начиная свой инновационный путь в образовании, должны одновременно изменять самих себя, т.е. вынуждены будут применить искусство обновления, инновирования в целях своего творческого, организационного и финансового развития.
Вторая, основная, часть проблем касается собственно изменений внутри инженерного образования. Система подготовки инженеров в целом в стране осталась традиционной, отраслевой. Консерватизм системы образования с одной стороны сыграл свою положительную стабилизирующую роль в прошедшее десятилетие реформ, сохранив все положительно, что было накоплено за многие годы, но с другой стороны он не позволил выработать внутренние стимулы модернизации образования.
Практики нового инженерного образования не могут зачастую быть реализованы из-за недостаточной информатизации вузов, отсутствия мощных Интернет центров, электронных библиотек, устойчивых связей с зарубежными университетами, обмена студентами, аспирантами и преподавателями, возможностей работы с зарубежными инновационными центрами.
Существует проблемы преподавательских кадров: возрастная, средний возраст преподавателей в вузах зачастую превышает 50 лет, и профессиональная. Спектр дисциплин и методологии обучения во многих случаях предстоит еще определить. Освоение новых курсов и технологий обучения требует новых мотиваций, знаний, умений и навыков преподавательского корпуса.
Список проблем может быть продолжен, но самыми главными из них, на наш взгляд, являются: выход вузов на прямой контакт с рынком, с производством, с инновационной деятельностью, всемерное развитие научных исследований, смена парадигмы образования. Вхождение вузов в разнообразные экономические, образовательные, исследовательские и инновационные сетевые структуры позволит решить эти проблемы наиболее успешно. Инженерному образовательному сообществу предстоит осознать полезность перемен для своего нового будущего, превратить вместе с государством и разными отраслями промышленности и бизнеса от ВПК и естественных монополий до банков и малых инновационных предприятий нынешнее кризисное состояние России в ее инновационный ресурс развития.
МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ НАСУЩНЫХ ВОПРОСОВ
1.Планового систематического улучшения всего того, что делается. Накапливаемые постепенно изменения через некоторое время превращаются в новое качество, в данном случае, инженерного образования.
2. Использование успехов в своих интересах для новых приложений и достижения новых целей.
Этот принцип особенно важен, на наш взгляд, в России, поскольку только зримые успехи в состоянии убедить многих в перспективности инновационной экономики в нашей стране и необходимости перемен в инженерном образовании.
3. Инициирование перемен как постоянный процесс обучения создания инноваций и выработки установки на то, что инновации могут и должны быть организованы как систематический процесс.
Знания, производство, бизнес, образование становятся взаимосвязаны. Университеты становятся одним из главных мест их встреч. Какая бы модель дальнейшего развития России не была бы выбрана: развитие национального рынка, экспорт готовых решений и продуктов на внешний рынок, развитие оффшорного программирования и инновационной деятельности, стержнем любой из них могут быть только согласованные действия образования, науки, промышленности и бизнеса ради экономического успеха.
Превратить знания в источник успешного развития страны становится основной задачей нового инженерного образования России.
Работа по выживанию российской инженерной школы была проведена огромная. И – не только выжила школа, но окрепла, стабилизировалась и стала альтернативной. Не разрушилась система общешкольного образования, являющаяся базовой для подготовки инженерных кадров.
В настоящее время статус инженера приобрел прежнее исконно ему соответствующее содержание. Система обучения инженеров, оставив основутеоретических знаний, претерпела изменения в плане возможности обрабатывать и предоставлять информацию техники и других дидактических материалов.
Второе становление учебных заведений, занимающихся инженерной подготовкой, произошло за последнее десятилетие. Трудно различить четко, в какой год началось запустение в образовательном процессе, и в какие годы началось возрождение в сфере технического образования.
Инженерная школа устояла перед невзгодами периода перестройки и в постперестроечный этап. На сегодняшний день разница между формой обучения дореволюционного периода и нынешнего разительна.
Хочется верить, что общими останется только содержание технических специальностей и стремление к полноте содержания. Изменится техническое оснащение учебных заведений и самого процесса обучения. Изменится в лучшую сторону менталитет студентов, станет выше интеллект и стремление к приобретению знаний.
Также верится в то, что прежняя гордость будет сопровождать в звучании гордое слово "инженер"!
1. Хуунинг А.Н., Инженерная деятельность с точки зрения этической и социальной ответственности, М., 1989.
2. Горохов В.Г., знать, чтобы делать. История инженерной профессии и её роль в современной культуре, М., 1987.
3. Горохов В.Г.,Розин В.М., Формирование и развитие инженерной деятельности, М., 1984.
Заключение
ВВЕДЕНИЕ
Научно-технический прогресс невозможен без развития энергетики. Для повышения производительности труда первостепенное значение имеет механизация и автоматизация производственных процессов, замена человеческого труда машинным. Но подавляющее большинство технических средств механизации и автоматизации (оборудование, приборы) имеет электрическую основу. Особенно широкое применение электрическая энергия получила для привода в действие электрических моторов. Мощность электрических машин различна: от долей ватта (микродвигатели, применяемые во многих отраслях техники и в бытовых изделиях) до огромных величин, превышающих миллион киловатт (генераторы электростанций).
Человечеству электроэнергия нужна, причем потребности в ней увеличиваются с каждым годом. Поэтому важно на сегодняшний день найти выгодные источники электроэнергии, причем выгодные не только с точки зрения дешевизны топлива, но и с точки зрения простоты конструкций, эксплуатации, дешевизны материалов, необходимых для постройки станции, долговечности станций.
Кроме того, необходимо учитывать всё увеличивающийся объём потребления угля и нефти для технологических целей мировой химической промышленности, которая становится серьёзным конкурентом тепловых электростанций. Несмотря на открытие новых месторождений органического топлива и совершенствование способов его добычи, в мире наблюдается тенденция к относительному, увеличению его стоимости. Это создаёт наиболее тяжёлые условия для стран, имеющих ограниченные запасы топлива органического происхождения. Очевидна необходимость быстрейшего развития атомной энергетики, которая уже занимает заметное место в энергетическом балансе ряда промышленных стран мира.
1. АТОМНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ
Атомная электростанция (АЭС) – установка для производства энергии, располагающаяся в пределах определённой проектом территории, на которой для осуществления этой цели используются ядерный реактор (реакторы) и комплекс необходимых систем, устройств, оборудования и сооружений с необходимым персоналом.
Во второй половине 40-х годов, ещё до окончания работ по созданию первой советской атомной бомбы, советские учёные приступили к разработке первых проектов мирного использования атомной энергии, генеральным направлением которого сразу же стала электроэнергетика.
В 1948 годе по предложению И. В. Курчатова и в соответствии с заданием партии и правительства начались первые работы по практическому применению энергии атома для получения электроэнергии.
В мае 1950 года близ посёлка Обнинское Калужской области начались работы по строительству первой в мире АЭС.
Первая в мире АЭС опытно-промышленного назначения мощностью 5 МВт была пущена в СССР 27 июня 1954 года в городе Обнинске. До этого энергия атомного ядра использовалась в военных целях. Пуск первой АЭС ознаменовал открытие нового направления в энергетике.
Мировыми лидерами в производстве ядерной электроэнергии являются:
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
На энергоблоках Ровненской АЭС установлены водо-водяные энергетические реакторы (ВВЭР). Энергоблоки с реактором типа ВВЭР имеют два контура, не сообщающихся между собой.
На рисунке (рисунок 1) показана схема работы атомной электростанции с двухконтурным водо-водяным энергетическим реактором. Энергия, выделяемая в активной зоне реактора, передаётся теплоносителю первого контура. Далее теплоноситель поступает в парогенератор, где нагревает до кипения воду второго контура. Полученный пар поступает в турбины, вращающие электрогенераторы, в которых вырабатывается электрический ток. На выходе из турбин пар поступает в конденсатор, где охлаждается большим количеством воды, поступающим из водохранилища.
Рисунок 1 – Схема работы атомной электростанции на двухконтурном
водо-водяном энергетическом реакторе (ВВЭР)
Первый контур включает:
– главные циркуляционные насосы;
– главные запорные задвижки.
Всё оборудование первого контура установлено в герметических боксах. Теплоносителем и замедлителем нейтронов служит химически обессоленная вода.
Теплоноситель отводит тепло, выделяющееся при делении ядер урана в работающем реакторе, затем прокачивается через активную зону главными циркуляционными насосами и отдает тепло в парогенераторах воде второго контура.
Второй контур – нерадиоактивен, он включает:
– питательные трубопроводы с питательными насосами, деаэраторами и регенеративными подогревателями.
Активная зона реактора состоит из шестигранных тепловыделяющих сборок (кассет), которые собраны из тепловыделяющих элементов (ТВЭЛов).
ТВЭЛ представляет собой стержень из циркониевого сплава, заполненный топливными таблетками двуокиси урана.
Вода первого контура нагревается в реакторе до 3000 С, но не кипит, так как давление, которое поддерживается компенсаторами давления, составляет 12 МПа для ВВЭР-440 и 16 МПа для ВВЭР-1000.
Насыщенный пар, производимый в парогенераторах, подается на турбоустановку, приводящую в действие электрогенератор.
Компенсатор давления – технический сосуд под давлением со специальной конструкцией, обеспечивающей компенсацию изменения объёма воды в замкнутом контуре при её нагревании. Он является конструктивной особенностью двухконтурных реакторов с водой под давлением в качестве теплоносителя (в том числе тяжеловодных), использующихся на атомных станциях, атомных подводных лодках и судах, и рассматривается обычно в составе технологической системы, которая обеспечивает поддержание давления в первом контуре в стационарных режимах и ограничение отклонения давлений в переходных и аварийных режимах реакторной установки.
Компенсатор давления одновременно является системой обеспечения нужного давления и компенсации изменений объёма теплоносителя в первом контуре, поэтому имеет двоякое название – в технической документации и литературе он может называться как компенсатором давления, так и компенсатором объёма.
Помимо воды, в различных реакторах в качестве теплоносителя могут применяться также расплавы металлов: натрий, свинец, эвтектический сплав свинца с висмутом и др. Использование жидкометаллических теплоносителей позволяет упростить конструкцию оболочки активной зоны реактора (в отличие от водяного контура, давление в жидкометаллическом контуре не превышает атмосферное), избавиться от компенсатора давления.
Общее количество контуров может меняться для различных реакторов, схема (рисунок 2) приведена для реакторов типа ВВЭР (Водо-Водяной Энергетический Реактор). Реакторы типа РБМК (Реактор Большой Мощности Канального типа) использует один водяной контур.
Реактор Большой Мощности Канальный (РБМК) – серия энергетических ядерных реакторов, разработанных в Советском Союзе. Данный реактор – канальный, уран-графитовый (графитоводный по замедлителю), кипящего типа, на тепловых нейтронах; предназначен для выработки насыщенного пара давлением 70 кг/. Теплоноситель – кипящая вода.
Рисунок 2 – Технологическая схема энергоблока с реактором ВВЭР-440
Реакторы на быстрых нейтронах – два натриевых и один водяной контуры, перспективные проекты реакторных установок СВБР-100 и БРЕСТ предполагают двухконтурную схему, с тяжелым теплоносителем в первом контуре и водой во втором.
Реактор на быстрых нейтронах – ядерный реактор, использующий для поддержания цепной ядерной реакции нейтроны с энергией превышающей 105 эВ.
В случае невозможности использования большого количества воды для конденсации пара, вместо использования водохранилища вода может охлаждаться в специальных охладительных башнях (градирнях), которые благодаря своим размерам обычно являются самой заметной частью атомной электростанции.
Градирня – устройство для охлаждения большого количества воды направленным потоком атмосферного воздуха. Иногда градирни называют также охладительными башнями.
В настоящее время градирни в основном применяются в системах оборотного водоснабжения для охлаждения теплообменных аппаратов (как правило, на тепловых электростанциях, ТЭЦ, АЭС). В гражданском строительстве градирни используются при кондиционировании воздуха, например, для охлаждения конденсаторов холодильных установок, охлаждения аварийных электрогенераторов. В промышленности градирни используются для охлаждения холодильных машин, машин-формовщиков пластмасс, при химической очистке веществ.
3. ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ
Главное преимущество – практическая независимость от источников топлива из-за небольшого объёма используемого топлива. Расходы на перевозку ядерного топлива, в отличие от традиционного, ничтожны. В России это особенно важно в европейской части, так как доставка угля из Сибири слишком дорога.
Огромным преимуществом АЭС является её относительная экологическая чистота. На ТЭС суммарные годовые выбросы вредных веществ, в которые входят сернистый газ, оксиды азота, оксиды углерода, углеводороды, альдегиды и золовая пыль, на 1000 МВт установленной мощности составляют от примерно 13000 тонн в год на газовых и до 165000 тонн на пылеугольных ТЭС. Подобные выбросы на АЭС полностью отсутствуют. ТЭС мощностью 1000 МВт потребляет 8 миллионов тонн кислорода в год для окисления топлива, АЭС же не потребляют кислорода вообще. Кроме того, больший удельный (на единицу произведенной электроэнергии) выброс радиоактивных веществ даёт угольная станция. В угле всегда содержатся природные радиоактивные вещества, при сжигании угля они практически полностью попадают во внешнюю среду.
Для большинства стран, в том числе и России, производство электроэнергии на АЭС не дороже, чем на пылеугольных и тем более газомазутных ТЭС. Особенно заметно преимущество АЭС в стоимости производимой электроэнергии во время так называемых энергетических кризисов, начавшихся с начала 70-х годов. Падение цен на нефть автоматически снижает конкурентоспособность АЭС.
Затраты на строительство АЭС по оценкам, составленным на основе реализованных в 2000-х годах проектов, ориентировочно равны 2300 $ за 1 кВт электрической мощности, эта цифра может снижаться при массовости строительства (для ТЭС на угле 1200, на газе – 950 $). Прогнозы на стоимость проектов, осуществляемых в настоящее время, сходятся на цифре 2000 $ за кВт (на 35 % выше, чем для угольных, на 45 % – газовых ТЭС).
Главный недостаток АЭС – тяжелые последствия аварий, для исключения которых АЭС оборудуются сложнейшими системами безопасности с многократными запасами и резервированием, обеспечивающими исключение расплавления активной зоны даже в случае максимальной проектной аварии (местный полный поперечный разрыв трубопровода циркуляционного контура реактора).
26 апреля 1986 года – произошла масштабная катастрофа на Чернобыльской АЭС, которая, помимо непосредственных последствий, серьёзно отразилась на всей ядерной энергетике в целом. Разрушение носило взрывной характер, реактор был полностью разрушен, и в окружающую среду было выброшено большое количество радиоактивных веществ. Авария расценивается как крупнейшая в своём роде за всю историю атомной энергетики, как по предполагаемому количеству погибших и пострадавших от её последствий людей, так и по экономическому ущербу. Она вынудила специалистов всего мира переоценить проблему безопасности АЭС и задуматься о необходимости международного сотрудничества в целях повышения безопасности АЭС.
Авария на АЭС Фукусима-1 – крупная радиационная авария, произошедшая 11 марта 2011 года в результате сильнейшего землетрясения в Японии и последовавшего за ним цунами. Землетрясение и удар цунами вывели из строя внешние средства электроснабжения и резервные дизельные генераторы, что явилось причиной неработоспособности всех систем нормального и аварийного охлаждения и привело к расплавлению активной зоны реакторов на энергоблоках 1, 2 и 3 в первые дни развития аварии.
Серьёзной проблемой для АЭС является их ликвидация после выработки ресурса, по оценкам она может составить до 20 % от стоимости их строительства.
Реализация такой концепции осуществлялась по двум направлениям. Во-первых, в проект включены пассивные системы безопасности. Под этим термином понимаются системы, работающие практически без подвода энергии извне и не требующие вмешательства оператора. Во-вторых, была принята концепция двойного назначения активных систем безопасности, что значительно уменьшает вероятность необнаруженных отказов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Анализ тенденций мирового энергопроизводства показывает, что ядерная энергетика призвана занять место одного из главных источников энергии в этом столетии.
Ядерная энергетика не влияет на изменение климата Земли, так как реакторы не вырабатывают углекислый газ. Однако, если атомных электростанций станет слишком много, то всемирные запасы дешевой руды урана будут исчерпаны в течение нескольких десятилетий.
Сложность и потенциальная опасность ядерных технологий требуют значительных усилий для их разработки и внедрения, а также высокой готовности потребителей к их использованию. Все это делает инерционным процесс развития ядерной технологии, возникает необходимость повышенного, в сравнении с обычной техникой, внимания государственных структур. Государственные структуры должны взять на себя ответственность за своевременную разработку и внедрение инноваций в эту сферу энергетического производства. В сферу международной ответственности входит непосредственный анализ и отбор того, что необходимо делать, обеспечение соответствующих научных и технических разработок, стимулирование коммерческих промышленных структур к реализации инновационных технологий, а также подготовка конкретных пользователей (стран и структур) к работе с ядерными технологиями. В связи с этим, оценивая предстоящие этапы развития ядерной энергетики, можно уверенно прогнозировать сочетание эволюционного улучшения отработанных и успешно реализуемых технических подходов с постепенной разработкой и освоением новых технологических решений, соответствующих требованиям ядерной энергетики будущего этапа.
Современные требования к инженерному образованию предполагают
подготовку профессионалов, способных к комплексной исследовательской,
проектной и предпринимательской деятельности, направленной на
разработку и производство конкурентоспособной научно- технической
продукции и быстрые позитивные изменения в экономике страны. В этом
контексте приоритетной задачей государства является поощрение разработки
высоких технологий и соответствующих научных исследований, организация
технических университетов мирового уровня, возведение инженерных
профессий и инженерного труда в разряд самых престижных
и высокооплачиваемых.
Цель данной работы: получить общие сведения о современном
инженерном образовании, основных задачах, изучить требования к
современному инженеру, сущность концепции CDIO, применение CDIO как
модели жизненного цикла инженерной продукции, уметь применять
полученные знания в процессе обучения по своей спец
Нет нужной работы в каталоге?
Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе. Там эксперты помогают с учебой без посредников Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.
Цены ниже, чем в агентствах и у конкурентов
Вы работаете с экспертами напрямую. Поэтому стоимость работ приятно вас удивит
Бесплатные доработки и консультации
Исполнитель внесет нужные правки в работу по вашему требованию без доплат. Корректировки в максимально короткие сроки
Если работа вас не устроит – мы вернем 100% суммы заказа
Техподдержка 7 дней в неделю
Наши менеджеры всегда на связи и оперативно решат любую проблему
Строгий отбор экспертов
Требуются доработки?
Они включены в стоимость работы ![]()
Работы выполняют эксперты в своём деле. Они ценят свою репутацию, поэтому результат выполненной работы гарантирован
Читайте также: