Методика проведення метрологічних досліджень при вивченні студентами ЗВО фахових дисциплін

Размещено на http://www.allbest.ru/

Методика проведення метрологічних досліджень при вивченні студентами ЗВО фахових дисциплін

Кононенко Сергій Олексійович, кандидат педагогічних наук, доцент, доцент кафедри технологічної та професійної освіти Центральноукраїнського державного педагогічного університету імені Володимира Винниченка; Кононенко Леся Віталіївна - кандидат економічних наук, доцент, доцент кафедри економіки та фінансів Херсонського державного аграрно-економічного університету

Ключові слова: метрологія, лабораторні роботи, дослідження , вміння, електротехніка, промислова електроніка.

Methods of metrological research in the study of professional disciplines by students of higher education institutions

Kononenko Serhiy Oleksiyovych, Candidate of Pedagogical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Technological and Professional Education of the Volodymyr Vynnychenko Central Ukrainian State Pedagogical University; Kononenko Lesia Vitaliivna, Candidate of Economic Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Economics and Finance, Kherson State Agrarian and Economic University

The article analyzes pedagogical and methodological research on the problems of studying metrology during laboratory work on the discipline of electrical engineering and industrial electronics. The experience of the authors and the analysis carried out makes it possible to determine ways to further improve the formulation of laboratory work on electrical engineering and industrial electronics in the aspect of metrological measurements. This, in turn, provides an opportunity to form research skills of students in metrology at performing laboratory work on electrical engineering and industrial electronics

Keywords: metrology, laboratory work, research, skills, electrical engineering, industrial electronics.

Постановка та обґрунтування актуальності проблеми

B умовах розвитку міжнародної торгівлі і споріднених з нею видів діяльності, успіх окремих пiдпpиємcтв та гaлyзeй єкономіки, як та зовнішньому так і внутрішньому ринках повністю залежить від того, наскільки їх продукція або послуги відповідають стандартам якості. Тому проблема забезпечення підвищення якості продукції актуальна для всіх підприємств і країн. Від її вирішення в значній мірі залежить успіх і ефективність національної економіки.

Основну роль в підвищенні якості продукції відіграє система вимірювань. Закон про єдність вимірювань визначає правові основи забезпечення єдності вимірювань в Україні, регулює суспільні відносини у сфері метрологічної діяльності та спрямований на захист громадян і національної економіки від наслідків недостовірних результатів вимірювань [5].

Сучасні виклики суспільства обумовлюють нові завдання для організації навчального процесу з підготовки майбутніх фахівців у різних галузях народного господарства. Враховуючи нагальні потреби, які виникли в суспільстві при організації навчального процесу постає проблема у розробці відповідних методик формування фахових вмінь студентів.

Аналіз останніх досліджень і публікацій

Дослідження [1, 4, 5], проведені науковцями вказують на невирішеність обумовленої проблеми, щодо побудови навчального процесу в сучасних умовах при вивчені ними основ метрології.

В першу чергу, потрібно звернути увагу на місце в освітній програмі самої дисципліни. Для неї пропедевтичними мають стати такі дисципліни як: вища математика, загальна фізика, теорія ймовірності, що зумовить формування у студентів відповідних базових знань.

По-друге, це стан матеріально-технічного забезпечення як студентів так і викладачів, наявність необхідного обладнання, високошвидкісного доступу до мережі INTERNET, відповідної комп'ютерної техніки та використання належного програмного забезпечення. Адже у ряді випадків їх відсутність або висока вартість зумовлює певні труднощі в організації навчального процесу. Їх висока вартість унеможливлює широке використання при проведенні навчального процесу. Тому пошук альтернативних засобів при організації навчання зумовлює розробку доступних методик при вивчені основ метрології.

Мета статті. Провести аналіз науково-методичної літератури та визначити методи удосконалення організації навчального процесу при вивченні питань метрології.

Методи дослідження

Для вирішення поставленої мети використовувалися такі методи дослідження: аналіз наукової та методичної літератури, вивчення передового педагогічного досвіду та розробка методик організації навчального процесу.

Виклад основного матеріалу дослідження

Одним із засобів реалізації поставлених завдань є проведення лабораторних робіт, які є засобом зв'язку теорії з практикою; характеризуються за дидактичною метою, за змістом, за характером проведення та діяльністю студентів. При їх проведенні проводиться спостереження та аналіз різних явищ, процесів, властивостей матеріалів і т. д. Відбувається аналіз роботи пристроїв, інструментів, технологічних операцій. Досліджуються кількісні та якісні залежності між величинами, параметрами. Вивчаються способи використання контрольно-вимірювальних приладів. Проводиться їх діагностика [1].

Спираючись на основні завдання загальноосвітньої та фахової підготовки студентів, організація навчального процесу має забезпечувати розв'язання таких задач:

• стимулювати пізнавальну активність та інтерес до вивчення відповідних предметів як найважливішої теоретичної основи сучасної техніки;

• сприяти засвоєнню загальнотеоретичних і прикладних знань, формувати науковий світогляд;

• розвивати творчі здібності студентів, що дають змогу успішно набувати і збагачувати досвід творчої діяльності в галузі науки і техніки;

• формувати вміння й навички самостійної пізнавальної і творчої діяльності;

• сприяти набуттю знань, практичних умінь і навичок політехнічного і загально-трудового змісту, а також досвіду їх використання в певних практичних ситуаціях;

• ознайомлювати студентів з основними напрямами науково-технічного прогресу, використанням досягнень науки і техніки в промисловості, сільському господарстві і т. ін.;

• розвивати і стимулювати інтерес до техніки, технічної творчості, що дає змогу формувати емоційно-ціннісне ставлення та психологічну готовність до трудової діяльності на сучасному виробництві;

• сприяти професійній орієнтації студентів[2].

Так при вивчені студентами дисципліни «Електротехніка та промислова електроніка», вони проводять такі метрологічні вимірювання, які відповідають метрологічним дослідженням пов'язаними з проведенням виміру точності приладів та контрольно-повірочних робіт [5]. А саме: це перевірка класу точності цифрового вольтметра та амперметра, електронного лічильника електричної енергії, перевірка роботи термореле та визначення параметрів LED ламп.

Методика проведення лабораторних робіт описана і відпрацьована в методичній літературі [1-4]. Проте, насьогодні, аналогові прилади відходять у минуле. І наразі постає питання заміщення аналогових приладів цифровими. Так, нами було проведено дослідження, яке полягало у здійснені контрольно-повірочних досліджень цифрових вольтметрів та електронних лічильників електричної енергії (рис.2, рис.3).

Рис. 1. Установка для визначення параметрів LED ламп.

Рис.2. Зовнішній вид цифрового вольтметра.

Для перевірки класу точності цифрового вольтметра, ми проводили наступні дії. Для проведення перевірки цифрового технічного вольтметра, необхідно визначити похибку вимірювань, клас точності та побудувати графік поправок k = ЭДА).

Користуючись результатами вимірювань, було обчислено абсолютні похибки при збільшенні й зменшенні напруги та поправки. Перевірялася відповідність зазначеному класу точності та будувався графік поправок К=f(U).

Рис.3. Зовнішній вид електронного лічильника електроенергії.

Наступним було дослідження роботи електронного лічильника та визначення його сталої.

Щоб визначити сталу лічильника, потрібно провести наступні вимірювання. Установку вмикали в мережу змінного струму 220 В. і знімали покази вольтметра та амперметра, що надалі давало можливість визначити споживану потужність активним навантаженням. Далі, вмикали секундомір і відраховували 10 спалахів на лічильнику та знаючи кількість імпульсів, час та потужність, розраховували сталу лічильника за формулою. Потім розраховували абсолютну та зведену похибки. Розрахована зведена похибка відповідала вказаному на щитку лічильника класу точності.

При дослідженні LED ламп, визначали світлову віддачу світлодіодної лампи. Світлова віддача визначається за формулою H = Ф/Р, де Ф світловий потік (люмен), Р - потужність електричної енергії що споживається лампою (ват). Для визначення світлового потоку Ф необхідно знати величину освітленості, що визначається за формулою Е = Ф/S, де Е освітленість (люкс), S - площа поверхні що освітлюється (м²). Формула для визначення світлової віддачі матиме такий вид: Н = ES/P. Для вимірювання світлової віддачі світлодіодної лампи складають установку, зображену на рис.1.

Для дослідження параметрів теплового реле, необхідно було визначити витримку часу теплового реле при різних струмах навантаження. Для цього вмикали установку й одночасно вмикали секундомір. Як тільки теплове реле спрацьовувало й вимикалося, зупиняли секундомір, та опрацьовували результати досліду. За даними вимірювань робили порівняння отриманих результатів дослідження з паспортними даними теплового реле (рис.4).

Рис.4. Паспортні дані теплового реле

Висновки та перспективи подальших розвідок напряму

Аналіз наукових досліджень, присвячених проблемам організації проведення метрологічних досліджень при вивчені електротехніки та промислової електроніки в процесі виконання лабораторних робіт вказує на те, що існують певні труднощі в їх постановці, а саме відсутність сучасної матеріально-технічної бази. Пропонована нами методика проведення лабораторних робіт у певній мірі задовольняє виконання поставлених завдань. Так з'являється перспектива подальших розробок у даному напрямку досліджень, які б значно покращували реалізацію вивчення студентами основ метрології.

метрологія електротехніка вольтметр повірочний

Список джерел

1. Кононенко С.О. Манойленко Н., Кононенко Л. Методика формування дослідницьких вмінь студентів в умовах дистанційного навчання Наукові записки. Серія: Проблеми методики фізико-математичної і технологічної освіти. Випуск 14. Кропивницький: РВВ ЦДПУ ім. В.Винниченка, 2020. С. 137-144

2. Кононенко С.О. Марченко В.В. Методичні рекомендації до лабораторних робіт з курсу «Основи електротехніки» Навчальний посібник для студентів пед. навчальних закладів. Кропивницький: ФОП Піскова М.А., 2021.43с.

3. Кононенко С.О. Методичні рекомендації до лабораторних робіт з курсу «Промислова електроніка» Навчальний посібник для студентів пед. навчальних закладів. Кропивницький: ФОП Піскова М.А., 2021.24с.

4. Сисоліна Н.П., Кононенко Л.В., Сисоліна І.П., Кононенко С.О., Чумаченко О.С. Підходи до оптимізації методики викладання здобувачам вищої освіти за другим (магістерським) рівнем в сучасних умовах. Вісник науки та освіти. 2022. № 2(2) с. 213-225

5. Тарасова В.В., Малиновський А.С., Рибак М.Ф. Метрологія, стандартизація і сертифікація. Підручник /За заг. ред. В.В.Тарасової. К.: Центр навчальної літератури, 2006. 264 с.

References

1. Kononenko S.O., Manoylenko N., Kononenko L. (2020) Metodyka formuvannia doslidnytskykh vmin studentiv v umovakh dystantsiinoho navchannia [Methodic formation research skills of students in distance learning] Kropyvnytskyi. [in Ukrainian].

2. Kononenko S.O., Marchenko V.V. (2021) Metodychni rekomendatsii do laboratornykh robit z kursu «Osnovy elektrotekhniky» [Methodical recommendations for laboratory work on the course "Fundamentals of Electrical Engineering"]. Kropyvnytskyi. [in Ukrainian].

3. Kononenko S.O. (2021) Metodychni rekomendatsii do laboratornykh robit z kursu «Promyslova elektronika» [Methodical recommendations for laboratory works on the course "Industrial Electronics"]. Kropyvnytskyi. [in Ukrainian].

4. Sysolina N.P., Kononenko L.V., Sysolina I.P., Kononenko S.O., Chumachenko O.S. (2022) Pidkhody do optymizatsii metodyky vykladannia zdobuvacham vyshchoi osvity za druhym (mahisterskym) rivnem v suchasnykh umovakh [Approaches to optimizing teaching methods to higher education applicants at the second (master's) level in modern conditions]. Bulletin of Science and Education. No. 2(2) p. 213-225. [in Ukrainian].

5. Tarasova V.V., Malinovsky, A.S., Rybak, M.F. (2006) Metrolohiia, standartyzatsiia i sertyfikatsiia [Metrology, standardization and certification]. Textbook, 264 p. [in Ukrainian].

Размещено на Allbest.ru