10789

Приготовление алкагеста – универсального растворителя. 3) Палигенез или восстановление растений из пепла. 4) Приготовление Мирового Духа – магической субстанции, одно из свойств которой способность растворять золото. 5) Извлечение квинтэссенции, т.е. вещества, являющегося чем-то средним между всеми веществами. 6) Приготовление жидкого золота, совершенного средства для исцеления. 7) Искусственно воспроизведение процессов, происходящих в Земле на протяжения тысячелетий, т.е. получение нефти, газа, самородных металлов.

Лаборатории алхимиков – это первые помещения, которые были специально предназначены для проведения в них исследований. Описаны и приведены на рисунках наброски перегонных аппаратов и других приборов, используемых алхимиками. Но результаты практических работ обычно не разглашались, вещества и операции с ними скрывались за непонятными символическими названиями. К достижениям алхимии относят: в арабском периоде сформированы лабораторная техника и методики многих экспериментов. Были выделены сурьма, мышьяк, фосфор, уксусная и минеральные кислоты: серная, азотная; соединения ртути и серы с металлами, сплавы металлов. Появилась рациональная фармация, химия растворов, развилась античная медицина. Европейский период расширил знания в области практической химии. Были созданы аппараты для выпаривания, нагревания, кристаллизации, перегонки. Предложены другие способы обжига, растворения, растирания. Были синтезированы многие химические вещества, смеси, например, порох, царская водка. Зарождалась органическая химия.

Главная проблема алхимии заключалась в отсутствии научнообоснованной, математически доказанной теории строения вещества на молекулярном и атомном уровнях. Нет теории валентности, химических связей и способов их образования. Отсутствуют квантомеханические представления описания микромира, их взаимосвязи с макромиром. Нет классификации веществ по химическим свойствам. Отсутствуют рациональные, систематические названия веществ, есть тривиальные алхимические. Нет системного научного взгляда на описание материального мира.

Алхимия оказала серьезное влияние на современную химию. Алхимию часто называют безумной матерью разумной дочери химии, что указывает на прямую преемственность эзотерического знания и современной науки. Практически все способы подготовки разных объектов к химическому анализу были предложены алхимиками, в современной науке – это называется - аналитической химией. Приготовление эликсира бессмертия привели к появлению промышленных технологий производства веществ. Попытки получение благородных металлов способствовали возникновению металлургии, гальванопластики, квантовой механики, химии изотопов, ядерной физики. Был накоплен

220

большой фактический материал для появления научных закономерностей, теорий и классификации химических веществ.

Осинина А.С.1, Павлова Л.В.2

1МАОУ «Лицей №38» г. Нижний Новгород, 2ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурно-

строительный университет»

РАЗРАБОТКА КОНТРОЛЬНО-ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ В ВИДЕ ЗАНИМАТЕЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ

Основная задача программы довузовской подготовки по инженерной графике – формирование у учащихся творческого мышления, пространственных представлений, а также развитие способностей к познанию окружающих предметов и явлений через графическую визуализацию [1].

Многих педагогов увеличение умственной нагрузки заставляет задуматься над тем, как поддержать интерес и активность учащихся на протяжении всего времени, отведенного на объяснение нового и повторение пройденного материала. Немаловажную роль в решении этих задач обучения играют нетрадиционные приемы представления учебного материала в виде занимательных задач с элементами моделирования, конструирования и игровых ситуаций. По мнению многих исследователей

вобласти развивающих функций обучения, особое место в решении проблемы познавательного интереса принадлежит такому педагогическому приему, как занимательность, направленное действие которого развивает ассоциативное наглядно-действенное, а также логическое мышление, способствует более глубокому осмыслению межпредметных связей [2].

Занимательный материал не только внешне привлекает внимание, но и активизирует внутреннюю, познавательную деятельность обучающихся. Работа с ним требует достаточно прочных знаний и обязательно сочетается с вопросами: «Почему?», «Как?», «Что будет, если…?». Однако в любом случае занимательность не имеет ничего общего с развлекательностью, с желанием упростить предмет. Постепенный рост познавательной активности и самостоятельности обучающихся в процессе решения занимательных заданий базируется на разрешении проблемных ситуаций,

врезультате использования информации, полученной в процессе различных видов учебной деятельности [3].

Таким образом, на основе заданий в виде ребусов, кроссвордов, занимательных ситуаций обучение может быть направлено на развитие

творческого потенциала обучающихся, а также формирование

221

исследовательской, коммуникативно-диалоговой, поисковопознавательной деятельности.

Если говорить о непосредственном составлении кроссвордов самими обучающимися, то такая форма изучения материала предполагает необходимость погружения в тематику изучаемого курса. Например, учащимся, пропустившим то или иное занятие с целью стимулирования обращения к пропущенному теоретическому материалу, можно выдать задание, следующего содержания: «составить кроссворд из 12-18 слов (терминов), соответствующих основным темам изучаемой дисциплины или какого-либо раздела дисциплины. Раз в два-три занятия один из подготовленных кроссвордов (как правило, лучший) разгадывается аудиторией (5-10 минут) в устной форме, при этом модератором выступает сам составитель кроссворда. За лучший кроссворд преподаватель начисляет дополнительные баллы к общей оценке или оценивает кроссворд как отдельное задание. Примеры критериев оценок приведены в таблице 1.

Чтобы подвести итоги работы, а также услышать замечания по составленным кроссвордам, учащимся 10 класса было предложено не только разгадать кроссворды, но и охарактеризовать такой вид контроля знаний. В итоге мы получили следующую характеристику проведения такого нестандартного занятия: «Очень понравилось! Я бы хотела, чтобы такие работы были у нас чаще!», «Хороший способ проверить эрудицию, жаль, что не все кроссворды были одинакового уровня!», «Мне понравилось! Это было очень интересно», «Мне очень понравилось решать кроссворд. Но надо было сделать их более равнозначными. А у меня был самый легкий, так что я доволен!». Ниже представлен один из кроссвордов, который помог ученикам вспомнить термины и определения по основным изучаемым темам, а также подготовиться к выполнению практического занятия по инженерной графике.

Исходя из комментариев учеников 10 класса на данную работу, можно сделать вывод, что кроссворды и ребусы – это отличный способ привлечения внимания к развитию способностей познания окружающих предметов и явлений через язык графики. Кроме этого, именно нестандартная форма представления материала как раз и помогла многим справиться с трудностями при решении практических заданий. Многие учащиеся заинтересовались такой формой контроля и захотели сами составить кроссворды по разделам изучаемого материала, особенно это касалось тех учащихся, которые пропустили занятия. Как было сказано выше, именно такая форма контроля стимулирует обращение учащихся к пропущенному теоретическому материалу.

222

Таблица 1 – Критерии оценок

223

Пшеврацкий В.О., Соколов М.М.

АНПОО «Нижегородский колледж теплоснабжения и автоматических систем управления»

ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ВОПРОСОВ ТЕПЛО- И ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

По большому счету Солнце является первоисточником большинства возобновляемых источников энергии: непосредственно солнечная радиация, ветер (ветряная энергетика), теплота грунта (геотермальная энергетика), энергия движения воды и т.д. Поэтому во избежание путаницы под солнечной энергетикой понимают только энергию солнечного света, которая основана на преобразовании электромагнитного излучения в электрическую или тепловую энергию.

В основе преобразования энергии солнечного излучения в электрическую лежит фотоэффект - процесс испускания электронов металлами под действием света. Этот процесс связан с физическим явлением электронно-дырочного перехода (p-n-переход) — области соприкосновения двух полупроводников p-типа (positive, положительный, дырочный) и n-типа (negative, отрицательный, электронный), в которой происходит переход от одного типа проводимости к другому.

Конструктивно фотоэлемент состоит из двух пластин полупроводникового материала - кремния. Одна из используемых пластин содержит атомы бора, а вторая атомы мышьяка. При этом верхний слой характеризуется переизбытком электронов (область электронов), а нижняя

– их нехваткой (так называемая дырочная область).

Фотоэлементы объединяют в солнечные панели, а группы панелей в фотоэлектрические установки. Солнечные панели являются источниками постоянного тока, а бытовые приборы в доме работают на переменном. Прежде чем осуществить это преобразование в инверторе ток проходит через контроллер заряда, который отключает нагрузку от аккумуляторных батарей, если они недопустимо разряжены, а также солнечную панель, если аккумуляторы полностью заряжены.

Тепловая энергия солнечного излучения может быть использована для нагрева теплоносителя (воды или воды с добавлением незамерзающих жидкостей, например, этиленгликоля), который впоследствии используется для нужд горячего водоснабжения, отопления и.т.д.

Устройство для сбора теплоты от видимого солнечного света и его инфракрасного излучения называют солнечным коллектором.

Различают коллекторы плоского типа и вакуумного типа.

Плоский коллектор состоит из элемента, поглощающего солнечное излучение (абсорбер), прозрачного покрытия и термоизолирующего слоя.

225

Абсорбер связан с теплопроводящей системой. Он покрывается чёрной краской либо селективным покрытием для повышения эффективности. Прозрачный элемент обычно выполняется из закалённого стекла с пониженным содержанием металлов, либо рифлёного поликарбоната. Задняя часть панели покрыта теплоизоляционным материалом. Трубки, по которым распространяется теплоноситель, изготавливаются из сшитого полиэтилена либо меди. Сама панель является воздухонепроницаемой.

У вакуумных коллекторов внешняя часть трубы прозрачна, на внутренней трубке нанесено высокоселективное покрытие, улавливающее солнечную энергию. Между внешней и внутренней стеклянной трубкой находится вакуум. Именно вакуумная прослойка даёт возможность сохранить около 95 % улавливаемой тепловой энергии. В вакуумных солнечных коллекторах нашли применение тепловые трубки, выполняющие роль проводника тепла. При облучении установки солнечным светом жидкость, находящаяся в нижней части трубки, нагреваясь, превращается в пар. Пары поднимаются в верхнюю часть трубки, где, конденсируясь, передают тепло коллектору.

Солнечная энергия в настоящее время растет гораздо быстрее, чем любой другой источник энергии.

Международное энергетическое агентство прогнозирует, что солнечная энергия будет составлять 27% от мировых поставок энергии к 2050 году и станет крупнейшим единым источником. В ближайшие годы суммарная мощность фотоэлектрических станций в мире может удвоиться. Лидером по вводу новых мощностей солнечной энергетики является Китай. Ожидается, что к 2020 году его суммарные мощности солнечных электростанций достигнут 110 ГВт.

Стоимость солнечной энергии будет падать по крайней мере на 10% в год в обозримом будущем. Компания First solar (FSLR), которая специализируется на солнечных коллекторах, ожидает, что затраты на солнечную энергию снизятся с 63 центов за киловатт в 2014 году до 40 центов к 2018 году.

Установленная мощность солнечных электростанций в России достигает порядка 500 МВт, а до 2024 года планируется довести эти показатели до 1,5 ГВт. Развивается и розничный рынок – сегодня в России практически в каждом российском регионе есть компании, которые предлагают солнечные решения. В 2013 году в Республике Алтай запущена первая в мире автономная гибридная энергоустановка, работающая на солнечной и дизельной генерации.

В настоящее время уже существуют: поезда на солнечной энергии, дороги из солнечных батарей, плавучие электрические станции, солнечные панели на МКС, беспилотники с солнечными панелями на крыльях и т.п.

226

В будущем планируют создать космическую солнечную электростанцию, запустить самолет с солнечными панелями solar impulse 2, использовать «чешую дракона» и солнечную крышу Tesla (рис.1).

Рис 1. Слева «чешуя дракона», справа солнечная крыша Tesla

«Dragon SCALE», или чешуя дракона эта тонкая как бумага, гибкая и лёгкая солнечная батарея, которая может быть установлена на различные поверхности, в том числе и на смартфон или другой гаджет. Кремний материал хрупкий и ломающийся при изгибе, в то время как предлагаемая панель такого недостатка лишена.

Поскольку традиционные солнечные панели хрупкие, теряют эффективность при нагреве и могут портить внешний вид дома, т.к. обычно устанавливаются на крышу с использованием дополнительных рам, компанией Tesla были разработаны солнечные батареи Tesla Solar Roof и представлены в 2016 году. Главный упор продукта сделан на замену уже существующей кровли, поскольку плитки Solar Roof представляют собой черепицу с солнечными батареями.

С другой стороны, солнечные панели могут быть источником электрической энергии для электролиза воды с возможностью получения водорода. Электролиз воды предполагает, что электроды погружаются в воду, а между ними находится полимерная мембрана. Ток идёт от катода к аноду, а на своём пути он (при помощи катализатора) расщепляет воду на кислород и водород. Температура горения водорода в смеси с воздухом превышает 2000°С. Такая высокая температура позволяет быстро доводить воду до нужных параметров, что сказывается на часах работы водородного котла в день.

В рамках данной работы была рассчитана схема на рис.2 по укрупненным показателям - с учетом того, что на 1м2 Земли падает около 1 кВт/ч, в средней широте РФ примерно 2000 солнечных часов, а КПД солнечной панели 25% (в настоящее время есть более высокие показатели).

227

Серов А.Д.1, Бирюкова А.В.2

1МАОУ «Школа №45 с УИОП»,

2Технический музей, г. Нижний Новгород)

ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ СОЛНЕЧНЫХ ЧАСОВ

Появление солнечных часов связано с моментом, когда человек осознал взаимосвязь между тенью от различных предметов и положением Солнца на небе. Вы наверняка замечали, как равномерно движутся тени от предметов в течение жаркого летнего дня, и какими длинными они становятся перед закатом. Видимо это привело к созданию первых простых конструкций, где роль стрелки выполняла одиноко стоящая палка, а в качестве циферблата была использована нарисованная на земле дуга, краями которой были начало и конец тени, определяющие закат и восход солнца. Чем не первые стрелка и циферблат? Таким образом, солнечные часы стали первым прибором для определения времени по изменению длины тени от гномона и её движению по циферблату. Позднее конструкции стали усложняться и сейчас мы уже имеем даже квантовые часы, которые используют в качестве единицы измерения колебания, происходящие на уровне атомов и молекул. Часы необходимы для современного ритма жизни, где все события – начало занятий, отход ко сну, киносеанс, приурочены к какому-то точному времени. Мы не мыслим себя без часов, они окружают нас повсюду – от телефонов до рекламных вывесок. Но все начиналось именно с солнечных часов.

Первое известное описание солнечных часов в Древнем Египте ― надпись в гробнице Сети I, датируемая 1306―1290 гг. до н. э. В иероглифическом тексте упоминается о солнечных часах, которые в основании представляют собой прямоугольную пластину с делениями. На одном конце её прикреплён невысокий брусок с длинной горизонтальной планкой, которая и отбрасывала тень. Конец пластины с планкой направлялся на восток, и по меткам на горизонтальной прямоугольной пластине устанавливался час дня, который в Древнем Египте определялся как 1/12 промежутка времени от восхода до заката, либо 1/8 – в зависимости от периода изготовления. После полудня конец пластины направлялся на запад [1]. Сохранились также фрагменты египетских теневых часов со знакомой нам вертикальной шкалой в форме полукруга, разделенного на 12 равных секторов. Самый ранний известный образец датируется XIII в. до н. э. Промежутки времени отсчитываются на них по движению тени гномона, установленного перпендикулярно к шкале в ее геометрическом центре.

Есть упоминание подобных конструкций и в Библии: примерно в 700 г. до н.э. в книге Исайи описываются солнечные часы, так называемый

229