Методология, теория, практика Под редакцией

Конструкторско-
технологический
Уменьшить себестои-
мость обслуживания
Уменьшить поверх-
ность теплообмена
Применить материа-
лы или покрытия
труб, обладающие от-
талкивающим дей-
ствием по отношению
к загрязнениям. Вве-
дение в систему реа-
гентов, растворяю-
щих загрязнения
Увеличить расход по-
токов
Увеличить проходное
сечение штуцеров
Увеличить количес-
тво штуцеров
Уменьшить разность
температур потоков
на входе

---

Предлагаемая креативная педагогическая технология...
291
Окончание табл. 15
Изменения ТС
Уровень прин-
ципов дей-
ствия
Уровень функ-
циональной
структуры
Уровень потре-
бительских
свойств
Уровень
функций
Применить
технологии для
снижения за-
трат на чистку
аппарата (гид-
равлическая,
пневмогидрав-
лическая чист-
ка и т. д.)
Введение при-
способлений,
предотвращаю-
щих или борю-
щихся с загряз-
нениями
(фильтры,
источники раз-
личных полей)
Перейти к дру-
гим принципам
теплообмена
(теплообмен-
ник смешения,
передача тепла
через тепловую
трубу)
Введение в сис-
тему устройств,
предваритель-
но меняющих
температуру в
нужном на-
правлении
(нагреватели,
холодильники)
Результаты анализа реализации функций в структур-
ных элементах ТС представлены в табл. 16.

---

292
Глава 4
Таблица 16
Реализация функций в элементах ТС
Элементы ТС
Кожух
Трубный
пучок
Плавающая
головка
Межтрубные
направ-
ляющие
перегородки
Распределительная
камера
Штуцер
выхода
пото-
ка
из
межтрубного
пространства
Штуцер
входа
в
труб-
ное
пространство
Штуцер
входа
в
меж-
трубное
пространство
Штуцер
выхода
потока
из
трубного
пространства
Функции
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Основные
функции
Создавать проводя-
щее пространство
(потоков)
Х
Х
Х
Х
Х
Х
Х
Х
Х
Создавать поверх-
ность (теплообмена)
Х
Х
Х
Проводить тепло
Х
Х
Х
Вспомогательные
функции
Изолировать потоки
(друг от друга и от
внешней среды)
Х
Х
Х
Х
Х
Х
Х
Х
Изменять направле-
ние (потоков)
Х
Х
Х
Выравнивать темпера-
туру (по поперечному
сечению потока)
Х
Х
Компенсировать на-
пряжение (тепловое)
Х
Х
Х
Х
Нейтральные
функции
Изменять вязкость
(потоков)
Х
Х
Х
Изменять плотность
(потоков)
Х
Х
Х
Изменять удельную
электропроводность
(потоков)
Х
Х
Х
Изменять скорость
(потоков)
Х
Х
Х

---

ПРЕДШЕСТВЕННИКИ
Предшественник ¹ 1
Теплообменник типа «труба в трубе». В теплообменнике
этого типа одна из обменивающихся теплом сред движется
внутри труб малого диаметра, а другая — по кольцевому за-
зору, образованному трубами малого и большого диаметров.
Это позволяет создать высокие скорости движения сред и
интенсифицировать теплообмен.
В предшественнике не была решена проблема:
малая
поверхность теплообмена.
Для преодоления проблемы был применен эвристичес-
кий прием:
заменить одну трубу (внутреннюю) большого диа-
метра на несколько труб меньшего диаметра с целью увели-
чения поверхности теплообмена.
В результате было получено:
кожухотрубчатый тепло-
обменный аппарат жесткого типа.
Предлагаемая креативная педагогическая технология...
293
Окончание табл. 16
Функции
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Изменять фазовое
состояние (потоков)
Х
Х
Х
Изменять химичес-
кий состав (потоков)
Х
Х
Х
Вредные
функции
Загрязнять поверх-
ность (теплообмена)
О
О
О
Корродировать кон-
струкцию
О
О
О
О
О
О
О
О
О
Эродировать кон-
струкцию
О
О
О
О
О
О
О
О
О
Изменять температу-
ру (окружающей
среды)
Х
Х
Х
Х
Х
Х
Уменьшать напор
Х
Х
Х
Х
Х
Х
Х
Х
Х
Условные обозначения:
«О» – элемент структуры является объектом воздействия;
«Х» – элемент структуры является субъектом воздействия.

---

ПРЕДШЕСТВЕННИК ¹ 2
Кожухотрубчатый теплообменный аппарат жесткого типа
(т. е. трубный пучок жестко закреплен с кожухом (корпусом)).
В предшественнике не была решена проблема:
жест-
кость конструкции не позволяет использовать аппарат при
большой разности температур потоков, так как из-за нерав-
номерности нагрева кожуха и трубного пучка возникают
температурные напряжения, приводящие к разрушению
конструкции.
Для преодоления проблемы был применен эвристичес-
кий прием:
введение в конструкцию элемента, позволяющего
компенсировать температурные напряжения в конструкции.
В результате было получено:
кожухотрубчатый тепло-
обменный аппарат жесткого типа с компенсатором на кожу-
хе или трубном пучке.
ПРЕДШЕСТВЕННИК ¹ 3
Кожухотрубчатый теплообменный аппарат жесткого типа с
компенсатором на кожухе или трубном пучке.
В предшественнике не была решена проблема:
слож-
ность изготовления и наличие остаточных напряжений в
аппарате.
Для преодоления проблемы были применены эвристи-
ческие приемы:
n
убрать наиболее нагруженный элемент;
n
компенсировать температурные напряжения за счет обес-
печения возможности взаимного перемещения трубного
пучка и кожуха.
В результате было получено:
рассматриваемая ТС.
РЕСУРСЫ
Готовые ресурсы
n
Разность температур теплоносителей.
Вид ресурса:
энергетический.
Возможность использования:
получение дополнитель-
ной полезной работы.
294
Глава 4

---

n
Пространство внутри аппарата.
Вид ресурса:
пространственный.
Возможность использования:
размещение дополнитель-
ной поверхности теплообмена (оребрение труб).
n
Температурные напряжения.
Вид ресурса:
энергетический.
Возможность использования:
в качестве привода пресса.
n
Тепловое излучение аппарата в окружающую среду.
Вид ресурса:
энергетический.
Возможность использования:
обогрев помещений.
n
Пространство снаружи аппарата.
Вид ресурса:
пространственный.
Возможность использования:
размещение дополнитель-
ного оборудования.
n
Масса аппарата.
Вид ресурса:
энергетический.
Возможность использования:
поглощение вибраций и
колебаний.
n
Потери напора в аппарате.
Вид ресурса:
информационный.
Возможность использования:
для определения степени
загрязнения аппарата.
Производные ресурсы
n
Энергия движущегося потока.
Вид ресурса:
энергетический.
Возможность использования:
чистка аппарата от загряз-
нений, получение дополнительного количества полез-
ной энергии.
n
Различное удлинение кожуха и трубного пучка.
Вид ресурса:
информационный.
Возможность использования:
измерение разности тем-
ператур потоков.
Предлагаемая креативная педагогическая технология...
295

---

n
Температура кожуха аппарата.
Вид ресурса:
информационный.
Возможность использования:
для отслеживания изме-
нения толщины стенки аппарата (при утончении стенки
температура ее наружной поверхности повышается); ис-
пользуются покрытия, меняющие цвет в зависимости от
температуры.
n
Поверхность кожуха аппарата.
Вид ресурса:
функциональный.
Возможность использования:
постоянный контроль
герметичности аппарата с помощью специальных по-
крытий, меняющих свои свойства (цвет, запах, форма)
при контакте с рабочей средой аппарата.
n
Состав потоков на выходе.
Вид ресурса:
информационный.
Возможность использования:
определение герметич-
ности внутреннего оборудования аппарата.
АНАЛОГИИ
Аналогии в живой природе:
n
выравнивание температуры хладнокровных животных
и насекомых с температурой окружающей среды.
Аналогии в неживой природе:
n
таяние снега вблизи «оживающих» вулканов.
Аналогии в технике:
n
проточный кипятильник;
n
рубашка охлаждения двигателя внутреннего сгорания;
n
бытовой холодильник.
296
Глава 4

---

Процесс выполнения заданий показал, что функцио-
нальная постановка задачи, возможность самостоятельного
выбора метода и способа решения, знание законов и законо-
мерностей развития технологий и техники, эвристических
стратегий, тактик, методов и приемов, методов преодоления
психологических барьеров мышления, а также возмож-
ность получать множество значимых научно-технических
результатов вызывают у учащихся значительное повыше-
ние мотивации к обучению.
Более того, при выполнении заданий первого вида сло-
жилась беспрецедентная ситуация, когда 95% студентов
вместо одного, достаточно сложного задания выполнили с
высокой степенью эффективности по 2–3 задания (рекорд —
7 заданий). При выполнении заданий второго вида уровень
мотивации был не меньше, чем в первом случае, однако до-
полнительных заданий никто не выполнил. По мнению
студентов, это объясняется высокой сложностью и трудо-
емкостью задания второго вида.
В соответствии с теорией адаптации учащихся к учебной
деятельности и классификацией адаптантов [124], был про-
веден анализ их адаптации к инновационной технологии об-
учения. Также было определено распределение студентов по
основным типам поведения.
Было обнаружено, что в среднем 92% учащихся принад-
лежало к конструктивному типу, характеризующемуся вы-
сокой заинтересованностью, активным участием в образова-
тельном процессе, реализацией творческого потенциала.
Учащихся агрессивного типа выявлено не было. Несомнен-
но, среди учащихся наблюдался ряд студентов (8%) пассив-
ного типа, отличающихся безразличным отношением к
учебному процессу и к творческому заданию.
В ходе выполнения домашних заданий магистранты полу-
чили несколько конкурентоспособных технических решений.
Таким образом, апробация креативной педагогической
технологии показала, что описанный подход к обучению
способствует повышению мотивации учащихся, мобили-
зует и раскрывает их творческий потенциал, что в итоге
ведет к увеличению относительного количества студентов с
конструктивным типом поведения.
Предлагаемая креативная педагогическая технология...
297

---

1. Концепция модернизации российского образования до 2010 г.
2. Национальная доктрина образования в Российской Федерации до
2025 г.
3. Кумбс Ф. Кризис образования в современном мире, системный
анализ. — М.: Прогресс, 1970.
4. Жуков В. И. Российское образование: проблемы и перспективы. —
М.: Финстатинформ, 1998. — 175 с.
5. Сластенин В. А., Руденко Н. Г. О современных подходах к подго-
товке учителя // Педагог. — 1996. — ¹ 1.
6. Фромм Э. Революция надежды. — СПб.: Ювента, 1999. — 245 c.
7. Программа развития воспитания в системе образования России
на 1999–2001 годы // Народное образование. — 2000. — ¹ 1. —
С. 236–259.
8. Филиппов В. Российское образование: состояние, проблемы, пер-
спективы. Доклад на Всероссийском совещании работников обра-
зования // Народное образование. — 2000. — ¹ 2. — С. 42–51.
9. Алейников А. Г. О креативной педагогике // Вестник высшей
школы. — 1989. — ¹ 12. — С. 29–34.
10. Popov V. Education in the light of liberspace evolution and transition
to cyberspace // Journal of Science Education and Technology, USA,
New-York, Plenum Publishing Corporation. — 2001. — Vol. 10. —
No. 2. — Pp. 155–163.
11. Звегинцев В. А. Теоретическая и прикладная лингвистика. — М.:
Высшая школа, 1968. — 186 с.
12. Декарт Р. Рассуждения о методе. — М.: Изд-во АН СССР, 1953.
13. Ломоносов М. В. Краткое руководство к красноречию. — СПб.:
Имп. АН, 1810.
14. Ильин Г. Л. В зеркале собственной истории // Высшее образова-
ние в России. — 1997. — ¹ 1.
15. Делез Ж. Логика смысла: пер. с фр. — М.: Academia, 1995.
16. Вербицкий А. А. Новая образовательная парадигма и контекстное
обучение. — М.: Исследовательский центр проблем качества под-
готовки специалистов, 1999. — 75 с.