Место органической химии в подготовке специалистов железнодорожного профиля

17.05.2011

Место органической химии в подготовке специалистов железнодорожного профиля

Обучаясь в Саратовском техникуме железнодорожного транспорта - филиале государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Самарский государственный университет путей сообщения» (СТЖТ - филиал СамГУПС), студенты изучают общеобразовательные и специальные дисциплины. Изучение общеобразовательных дисциплин стимулирует учебно-познавательную активность студентов, организует их деятельность по овладению спецдисциплинами, развивает мышление, творческие способности, формирует научное мировоззрение и нравственно-эстетическую культуру. Специальные дисциплины (Общий курс железных дорог, Организация и технология строительства железных дорог, Техническое обслуживание и ремонт железнодорожного пути, Железнодорожный путь, Материаловедение и др.) обеспечивают успешное освоение профессиональных качеств, вырабатывают творческое отношение к трудовой деятельности, умения умело и правильно решать специальные задачи [1].
Поэтому курс химии должен не только обеспечить получение студентами среднего (полного) общего химического образования, но и служить базой для усвоения целого ряда тем и вопросов общепрофессиональных дисциплин.
Для определения содержания важнейших тем конструируемого курса органической химии предварительно были установлены междисциплинарные тематические связи химии и дисциплин общепрофессиональных специальностей. Перечень таких тем, разделов и вопросов, имеющих приоритетное значение на предприятиях железнодорожного транспорта приведен в табл. 1.

Таблица 1
Значение изучаемых тем по органической химии в железнодорожном хозяйстве

№, п/п	Название темы	Применение в железнодорожном хозяйстве
1	Углеводороды	Алканы - продукты фракционной перегонки нефти (бензины, керосины, соляровые масла, мазут), удаляют жировые пленки большой толщины, применяют в качестве горючего в двигателях внутреннего сгорания в подвижном составе железнодорожного транспорта. Жидкие смазки (трансформаторное (машинное) масло + парафин, мыло) предохраняют металлические изделия при хранении в закрытых помещениях и на открытых площадках, используются для смазки трущихся узлов тепловозных двигателей. Галогенпроизводные углеводороды используют в качестве хладагента в рефрижераторных вагонах. Циклоалканы широко распространены в природе: входят в состав нефти, смазочных масел и др., применяемых на железнодорожном транспорте. Алкены и их производные используют для производства пластмасс, химических волокон, каучукоподобных материалов, растворителей; как диэлектрики для деталей высокочастотной электронной радиоаппаратуры, конденсаторов, катушек, изоляции, проводов и кабелей; применяют для производства резинотехнических изделий. Алкины и их производные применяют для производства изоляции защитных оболочек кабельных изделий и проводов, внутренней отделки пассажирских вагонов и вагонов электропоездов, обивки сидений и спинок диванов железнодорожных вагонов.

Продолжение таблицы 1

№, п/п	Название темы	Применение в железнодорожном хозяйстве
		Арены и их производные нашли свое применение на предприятиях железнодорожного транспорта в оптических приборах; в качестве исходных веществ для получения изоляционного материала для высокочастотных кабелей; как растворители пентафталевых эмалей, идущие для окраски пассажирских вагонов и локомотивов, тяговых двигателей и других электрических машин. Галогенпроизводные углеводороды применяют как растворители для жиров и масел. Нефть, переработанная в различные виды топлива, масла, а также газ имеет широкое применение на железной дороге. В зависимости от области применения топливо бывает: карбюраторное, дизельное, топочное. Карбюраторное топливо используют в качестве топлива для автомобилей, автобусов, перевозящих грузы и рабочих железнодорожного транспорта. Дизельное топливо, используют для дизельных двигателей, которые установлены на тепловозах и ремонтно-путевой технике Топочное топливо (мазуты) применяют на промывочно-пропарочных станциях для отопления разовых котлов и печей. Наибольшее применение из смазочных масел, используемых на железнодорожном транспорте, получили жидкие масла и пластические смазки.
2	Кислородсодержащие органические соединения	В больших количествах одноатомные спирты используют для получения синтетического каучука, моющих средств, пластификаторов пластических масс, лакокрасочных материалов находящих свое применение в железнодорожном хозяйстве (краска для покрытия пассажирских и грузовых вагонов; пластификаторы, применяемые в свето-, термо-, морозо-, влагостойких деталях подвижного состава и т.д.). Водные растворы многоатомных спиртов - антифризы в радиаторах систем охлаждений двигателей внутреннего сгорания; гидравлических, тормозных и закалочных жидкостей в подвижном составе железнодорожного транспорта. Гомологи фенола (крезолы) используют для пропитки деревянных шпал и частей деревянных мостов, предохраняющих их от гниения. Пластмассы на основе фенолформальдегидных смол применяют для изготовления электро- и радиотехнических приборов, электроизоляторов, для изготовления трущихся деталей дисков сцепления и тормозных колодок на железнодорожном транспорте. Ацетон широко применяют как растворитель и исходный продукт для получения эфиров метакриловой кислоты. Кроме этого ацетон входит в состав пентафталевых эмалей, используемых для окраски пассажирских вагонов и локомотивов и в состав электроизоляционных лаков, применяемых при ремонте тяговых двигателей и других

Продолжение таблицы 1

№, п/п	Название темы	Применение в железнодорожном хозяйстве
		электрических машин; в состав шпатлевок и грунтовок. Производные карбоновых кислот применяют для изоляции проводов электрических машин, используемых на железнодорожных предприятиях (формвар); для очистки металлов от ржавчины и накипи, в том числе, и в котлах локомотивов (щавелевая кислота); как органическое стекло светотехнических изделиях подвижного состава (полиметилметакрилат). Акриловую кислоту применяют предприятия железнодорожного транспорта в составе ионообменных смол для очищения воды в системах охлаждения двигателей от ионов кальция и магния, которые придают ей жесткость. Мылá высших жирных карбоновых кислот - компоненты загустителей в пластичных смазках, применяемых для смазки шеек осей, осевых подшипников вагонов и локомотивов. Сложные эфиры в качестве полиэфирной смолы используют для производства лаков с летучими и быстро высыхающими масляными растворителями, применяющихся на железнодорожных объектах. Многие полимеры обладают высокой прочностью, эластичностью, стойкостью к различным агрессивным средам, высокими диэлектрическими свойствами, низкой теплопроводностью.
3	Углеводы	Углеводы и их производные используют в качестве питательного продукта в привокзальных кафе, ресторанах и т.д.; при производстве бумаги, клеев; накрахмаливания белья на прачечных комбинатах МПС; для изготовления вкладышей подшипников втулок, шестерен подвижного состава железнодорожного транспорта.
4	Азотсодержащие органические соединения	Амины добавляют в состав красителей и ингибиторов коррозии, применяемых на объектах железнодорожного транспорта. Третичные амины являются катализаторами отверждения в полиуретановых лаках, используемых для отделки радиоэлектронной аппаратуры, деталей подвижного состава. Анилино-формальдегидные смолы, продукт поликонденсации анилина и формальдегида в присутствии соляной кислоты, используют для приготовления электроизоляционных лаков, необходимых в электротехнической аппаратуре. Капрон используют для изготовления автопокрышек, пластмасс, которые находят широкое применение во внутренней отделке пассажирских вагонов, подвижного и ремонтного состава железнодорожного транспорта. Аминопласты, содержащие пептидную группу (-СО-NН-), являющиеся термореактивными полимерами, идут для изготовления декоративных материалов и электрической аппаратуры в локомотивных составах. Во всех ресторанах в поездах используют легкие небьющиеся тарелки, изготовленные из разновидности аминопластов (меладур).

Окончание таблицы 1

№, п/п	Название темы	Применение в железнодорожном хозяйстве
		Мипора-поропласт, получаемый на основе карбамидной смолы, широко используют для теплоизоляции изотермических, пассажирских и рефрижераторных вагонов. Кожу животных (содержит белки - кератин, коллаген, эластан) используют в виде манжетов, уплотнительных изделий разнообразной формы и различного размера в устройствах электровозов, тепловозов и в тормозных системах. Шерстяные ткани идут на пошив форменной одежды для железнодорожников Войлок (шерстяной) применяют в машиностроении для сальников, задерживающих смазочные масла в местах трения и предохраняющих их от попадания воды и пыли, для смягчения ударов, сотрясений и поглощения звука в машинном отделении локомотивов.
5	Высокомолекулярные и другие соединения	Волокна используют для технических целей. Например, в качестве деталей подвижного состава (тепловозов, электровозов), прокладок и каркасов различных технических изделий, конвейерных лент и приводных ремней, заменителей кожи для обивки сидений пассажирских вагонов. На железнодорожном транспорте широко используют резиновые клеи для склеивания резин между собой, металла и стекла. Вулканизирующие герметики, состоящие из 50-75% резиновой смеси на основе бутилена и наполнителя (асбест, мел, окись цинка, тальк), применяют для защиты в кислых средах от коррозии резьбовых и крепежных деталей подвижного состава локомотивов. Кремнийорганические каучуки компаунды выполняют различные функции: а) пропиточную - для электрической изоляции обмоток трансформаторов, дросселей, электрических машин. б) заливочную - для заполнения промежутков между деталями радиотехнический и электронной аппаратуры. Термореактивные полимеры (эпоксидные смолы) используют для ремонта деталей подвижного состава и тепловозов, для заливки трансформаторов, контурных катушек и дросселей, обеспечивающих устойчивость аппаратуры к ударам. Для наружной окраски грузовых вагонов применяют сурик, охру и масляную черную краску. Окраска пассажирских вагонов и локомотивов производится пентафталевыми эмалями. При ремонте тяговых двигателей и электрических машин применяют электроизоляционные лаки и эмали. Дефекты металлических крыш грузовых вагонов в виде усталостных трещин, мелких пробоин устраняют с помощью стеклоткани. Металлорганические соединения хорошие катализаторы. Кремнийорганические соединения являются хорошими диэлектриками, увеличивающие срок службы электрооборудования в 4-5 раз.

В связи с этим нами произведен тщательный отбор учебного материала для включения в рабочую программу, создан специальный учебник и другие учебно-методические пособия для студентов и преподавателей техникума железнодорожного транспорта [2-10].
Нельзя преподавать «одну и ту же химию» врачу и агроному, электрику и железнодорожнику. Такое преподавание делает химию только общеобразовательной дисциплиной, тогда как она должна обогащать и углублять специальное образование.
Таким образом, совершенствование методологии в изучении химии и содержания этой дисциплины позволило существенно повысить интерес студентов к дисциплине и учебе в целом, что в свою очередь способствовало улучшению результатов обучения.
Используемые источники

Кузейкина Э.В., Штремплер Г.И. О проблемах химического образования студентов железнодорожных специальностей//Сборник материалов региональной научно-практической конференции «Методология и практика химического образования в свете развития знаний о природе и обществе». - Казань: Диалог-компьютерс, 2005. - С. 141-144.
Кузейкина Э.В., Штремплер Г.И. О роли мотивации в организации обучения химии в Саратовском техникуме железнодорожного транспорта//Вопросы биологии, экологии, химии и методики обучения: Сб. науч. ст. Вып.9. - Саратов, 2006. - С. 182-186.
Кузейкина Э.В., Штремплер Г.И. О роли химии в подготовке специалистов железнодорожного транспорта//Среднее профессиональное образование. Приложение к ежемесячному теоретическому и научно-методическому журналу «СПО». - № 9. - 2006. - С. 143-147.
Кузейкина Э.В., Штремплер Г.И. Формирование мотивации и интереса первокурсников железнодорожного техникума к изучению химии//Среднее профессиональное образование. - №12. - 2006. - С. 17-21.
Кузейкина Э.В. Конструирование самостоятельной работы студентов железнодорожных специальностей при изучении химии//Фестиваль педагогических идей «Открытый урок» 2005/2006. - Москва. http://festival. 1sept.ru
Кузейкина Э.В., Штремплер Г.И. О путях повышения эффективности изучения химии в Саратовском техникуме железнодорожного транспорта//Фестиваль педагогических идей «Открытый урок» 2006/2007. - Москва. http://festival. 1sept.ru
Кузейкина Э.В., Штремплер Г.И. О новых подходах к преподаванию химии в Саратовском техникуме железнодорожного транспорта//Актуальные проблемы модернизации химического и естественнонаучного образования: Материалы 54 Всероссийской научно-практической конференции химиков с международным участием, 4-7 апреля 2007 года, г. Санкт-Петербург. - СПб.: РГПУ им. А.И. Герцена, 2007. - С. 110-111.
Кузейкина Э.В., Штремплер Г.И. Особенности преподавания химии в Саратовском техникуме железнодорожного транспорта//Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии: Межвуз. сборник науч. трудов VI Всерос. конф. молодых ученых с международ. участием. Саратов: «Научная книга», 2007. - С. 410-413.
Штремплер Г.И., Кузейкина Э.В. Изучение химии в Саратовском техникуме железнодорожного транспорта//Фестиваль педагогических идей «Открытый урок» 2007/2008. - Москва. http://festival. 1sept.ru
Штремплер Г.И., Кузейкина Э.В. Химия (учебник для техникумов и колледжей железнодорожного транспорта)/Г.И. Штремплер, Э.В. Кузейкина. - Саратов: СВИРХБЗ, 2008. - 222 с.: Фото Кузейкиной Э.В.