авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 8 |

«3 ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ КОМИТЕТ М.П. Федоров – ректор СПбГПУ, член-корреспондент РАН (председатель) Ю.С. Васильев – президент СПбГПУ, академик ...»

-- [ Страница 3 ] --

Итак, кризис характеризуется противоречивой двойственностью общественного развития. С одной стороны, он означает исчерпание наличной материально технической базы и необходимость ее обновления, определенного изменения техноло гического способа жизни в целом. Иначе говоря, кризис с этой стороны предстает как движущая сила общественного прогресса, а сам кризис представляется не как тупик, из которого нет выхода, а как крутой поворот в общественном развитии. Вместе с тем, бу дучи фактором производственно-технологического обновления, кризис ведет к отбра ковыванию всего устаревшего и “лишнего”. В социальном плане кризис ведет к обнов лению социальной структуры общества, из которой выдавливается все “лишнее” в бук вальном и переносном смысле этого слова. Лишними оказываются люди, обреченные на частичное или полное выключение из жизни. Результатом кризиса является новая система социальной дифференциации, новая социальная структура. И чем круче оказы вается поворот, тем сильней оказывается социальная трансформация и тем больше лю дей выбрасывается на обочину, периферию социального пространства.

Кризис разъединяет людей, это облегчает их действия по выживанию в том пла не, что уменьшается груз нравственной нормативности в отношениях, происходит пе регруппировка общностей, все лишнее отметается, отношение к жизни рационализиру ется и разопосредуется, остается только минимально необходимое базовое содержание жизни – простое существование, освобождение от избыточного, иллюзорного.

При увеличении общей массы общества усиливается социальная напряженность, потенциальная энергия которой в кризисные моменты высвобождается с нарастающей скоростью вплоть до полной концентрации в социальном взрыве. Соответственно, чем глубже социальная дифференциация в обществе, тем сильней социальная напряжен ность и тем больше мощность возможного социального взрыва. Периоды глобальных кризисов характеризуются реальными возможностями мировых войн и социальных ре волюций.

Глобализация ведет к состоянию перманентного мирового кризиса, понимаемо го как непрерывное прохождение крайних минимальных значений базовых ресурсных показателей материально-технического развития (энергия, сырье, загрязнение, продо вольствие, пресная вода, население, территория) в их том или ином сочетании. Это оз начает, что кризисное состояние по какому-либо из этих или иных показателей будет постоянным, и чем шире будет их круг, тем разрушительней окажется кризис. Но труд но даже представить характер протекания и последствия всеобщего системного кризи са. Здесь понятно лишь то, что глобальный кризис обусловит возникновение качест венно новой глобальной конфигурации мира, это будет переход земной цивилизации в качественно иное состояние.

Стандартная схема мышления категориями цикличности развития уже не сраба тывает, то есть не годится рассуждение типа “сейчас спад, но впереди неизбежен подъ ем, потому что так было всегда”. В условиях глобальной кризисности материально технического развития, выражающейся в достижении обществом предельных значений по всем основным показателям исчерпаемости окружающей среды, каждый кризис мо жет оказаться последним в том смысле, что выход из него не будет означать возврата на исходные позиции продолжения роста, а будет означать переход на какие-то иные пути общественного развития с некой катастрофической прелюдией, о чем можно строить лишь смутные догадки. Разумеется, текущий кризис не будет последним, но то, что он будет эпохальным, это несомненно.

У человека нет будущего в том плане, что ничего принципиально нового в его жизни не будет. Какие бы ни были технические средства, это будет просто преобразо ванная природа;

как бы далеко и глубоко ни проник человек в природный мир, ничего сверхъестественного он не обнаружит, и техносоциальную формулу ему не преодолеть;

какие бы формы общественной организации человек ни создал, борьбу за выживание и отношение “цель-средство” он устранить не сможет и без насилия не обойдется. Даже если человечество расселится в космосе, как оно расселилось по континентам, возник нут новые общности, отношения между которыми будут строиться на основе техносо циальной формулы.

Вне социальности, в рамках цикличности материально-технического развития самого по себе, понятие кризисности теряет смысл. Предсказание социальных процес сов отличается от предсказания природных явлений, например, метеорологических, не бльшим количеством информации, а принципиальной невозможностью, поскольку социальные процессы представляют собой столкновение интересов, и в их предельном выражении – борьбу за выживание. Выход из кризиса необходимо включает в себя оп ределенную социальную перегруппировку: кто-то упал и исчез, кто-то вознесся. Кри зис обостряет борьбу за существование вплоть до ее крайних военных форм. Степень напряженности и масштабы борьбы определяются масштабами системы социального взаимодействия. Сейчас это весь мир.

В рамках обсуждения кризиса прозвучал тезис о неминуемой трансформации капитализма. С левого фланга он ассоциируется с идеей коммунистического переуст ройства, с правого расплывчато представлен в реформаторском контексте. В той мере, в какой модели классового революционного насилия остались в прошлом, а образы но вых типов социального устройства еще не прорисовались в будущем, оба подхода схо дятся в некой отдаленной перспективе. Здесь надо руководствоваться двумя принципи альными пунктами. Первое – вечного ничего нет, в том числе и форм общественной организации, технологических и социальных способов человеческой жизни, были и еще будут разные эпохи. Второе – техносоциальная формула общества имеет всеобщий характер, т.е. остаются непреходящими борьба за выживание, фундаментальное соци альное отношение “цель – средство” и насилие как атрибуты и модусы техносоциаль ной формулы, релятивистской модели общества. Меняются лишь формы технологиче ской, экономической, социальной, политической и духовной жизни людей, имеющие в своей основе борьбу за существование.

Человечество в каждый данный момент времени переживает свою историю впервые и никогда не имеет определенного, конкретно предсказуемого будущего.

Главное – понять закон общественной жизни. А рассуждения по типу – война закон чится миром, кризис выздоровлением и т.п. малопродуктивны. Здесь важно другое – война закончится не просто миром, а чьим-то поражением или победой, кризис, соот ветственно, завершится чьим-то выживанием или гибелью. Борьба за существование никогда не прекращается, она всего лишь неравномерна, кризис – не аномалия, а верх няя точка борьбы. Нельзя делить жизнь на периоды “подлинного существования между кризисами” и “мнимого существования внутри кризисов”. Жизнь всегда остается борь бой, ее невозможно ни избежать между кризисами, ни переждать, подобно пережида нию дождя, во время кризиса.

Живущее российское поколение еще не жило в условиях кризиса и не знает, что это такое. Была война, разруха, т.е. критические состояния на грани жизни и смерти. Но сейчас пришел кризис как фундаментальная характеристика бытия. Психологическое ощущение кризиса в России, его экзистенциальное переживание в значительной степе ни определяется сложившейся за период реформ новой социальной, в первую очередь имущественной, дифференциацией, а также исторической памятью о “бескризисном социализме”.

Сейчас новизна истории также состоит в глобализации общественной жизни.

Такого состояния общество не переживало, и никто не может точно сказать, как дела пойдут дальше. Астрологи оперируют какими-то одним им известными цифрами исто рии, эксперты от экономики и политики делают гипотетические заявления о времени появления света в конце тоннеля, а простые люди идут к гадалкам и прорицателям, ук репляют себя верой и молитвой, либо просто застыли в ожидании неизвестного.

В социально-теоретическом плане наиболее интересны две позиции, касающие ся возможных сценариев общественного развития. Одна заключается в вопросе об ос новном предмете и формах собственности будущего, другая состоит в проблеме форм социальной дифференциации общества, прежде всего, разделения на общности в каче стве коллективных субъектов отношения “цель – средство”, которые придут на смену современным геоисторическим общностям в виде национальных государств. Ключом к пониманию и поиску решений этих проблем является техносоциальная формула обще ства, его релятивистская модель.

Общественная жизнь это борьба за выживание, т.е. за ресурсы жизни. Кризис обостряет эту борьбу до предела, потому что в основе кризиса лежит исчерпание мате риально-технической базы и закономерное падение на предшествующую ступень раз вития, что означает снижение возможности выживания (степени выживаемости). Ме ханизм кризиса в контексте техносоциальной формулы сосотоит в том, что в рамках отношения “цель – средство” потребление концентрируется в “целях”, а за кризис рас плачиваются “средства”. Исторические формы социальной дифференциации меняются.

В ходе глобализации линия социального разделения все больше перемещается на уро вень межобщностного взаимодействия. Соответственно, кризисная нагрузка в наи большей степени давит на отстающих в этом взаимодействии.

Выход из кризиса как процесс – это борьба за выживание, а как результат – сам факт выживания. Он ни для кого не очевиден и не для всех доступен. В борьбе за вы живание не могут быть победителями все, в ней нет компромиссов, кто-то неизбежно обречен на поражение, уход в небытие во всех его формах. Кризис переживут не все, кто-то не выйдет из него и погибнет. Но в целом общество вновь выйдет на некий уро вень выживаемости, на котором оно сможет функционировать и развиваться достаточ но устойчиво до очередного резкого снижения жизнеспособности. Борьба за существо вание идет на разных уровнях – внутри и вовне. Если внутренняя борьба преобладает, то общность (семья, организация, страна) терпит поражение в борьбе внешней (с дру гими общностями). Побеждают команды.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ВЫСШЕМ ОБРАЗОВАНИИ — ВИРТУАЛЬНЫЕ ЛАБОРАТОРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ КОМПАНИИ ТРАНЗАС Ануфриев И.Е.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Олейников Б.И.

Компания ТРАНЗАС, электронные технологии, СПб, Россия При организации учебно-производственной деятельности у учебных заведений возникают трудности при проведении лабораторных работ, учебных практик, вызван ные в ряде случаев наличием морально устаревшего, а зачастую отсутствием у них да же такого оборудования и т.п. В докладе рассматриваются виртуальные лабораторные стенды для использования при обучении по общепрофессиональным (теплотехника, гидравлика, прикладная механика и др.) и специальным (холодильные установки) дис циплинам, разработанные в соответствии с требованиями ГОС ВПО.

Виртуальные лабораторные стенды по общепрофессиональным дисциплинам предназначены для проведения лабораторных работ. Их программное обеспечение (ПО) состоит из ПО рабочего места преподавателя и ПО рабочих мест обучаемых (от до 30);

возможно использование удаленных рабочих мест обучаемых (до 1 000) для дистанционного обучения. Виртуальные стенды-тренажеры по холодильным установ кам предназначены для изучения состава, принципа действия и регулировки холодиль ных установок, для приобретения навыков управления ими в нормальных условиях эксплуатации и при возникновении неисправностей и аварийных ситуаций в их работе.

Виртуальные стенды могут работать в сетевом варианте и в однопользователь ских версиях и позволяют добиться следующих результатов: снижение затрат по срав нению с обучением на реальном оборудовании;

проведение работ на виртуальном обо рудовании, реальный аналог которого невозможно предоставить в учебном заведении;

ускорение адаптации обучаемых к условиям профессиональной деятельности;

повыше ние качества подготовки специалистов;

возможность организации самостоятельной ра боты студентов и дистанционного обучения и т.д.

С помощью тренажеров холодильных установок, можно осуществлять подго товку, переподготовку и повышение квалификации обслуживающего персонала с це лью обеспечения необходимого уровня профессиональной компетенции, в том числе высокой психологической устойчивости к действиям в экстремальных ситуациях, а также для снижения рисков возникновения экстремальных ситуаций.

Показана возможность создания виртуальной профессиональной среды на при мере комплекса компьютерных тренажеров «виртуальное судно», что позволяет прово дить обучение и тренировки специалистов различных специальностей в единой инфор мационной среде и во взаимодействии.

ОПЫТ РАЗРАБОТКИ ИННОВАЦИОННОГО ПРОЕКТА ДЛЯ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО РЕГИОНА Курочкин М.А., Никитков Н.В., Попов С.Г., Радкевич М.М., Тимофеев Д.А.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет В соответствии с планом мероприятий по развитию промышленного потенциала Санкт-Петербурга на 2005-2008 годы, утвержденным постановлениями Правительства Санкт-Петербурга от 25.01.2005 № 52 и от29.08.2006 № 1052. Санкт-Петербургский по литехнический университет выиграл тендер на выполнение работ по государственному заказу на выполнение работ по разработке и внедрению электронной системы монито ринга ключевых технологических компетенций в промышленности Санкт-Петербурга.

1. Цель работы Повышение эффективности производства машиностроительных предприятий и инновационному развитию приоритетных промышленных кластеров Санкт-Петербурга путем оптимизации системы управления субконтрактингом на основе мониторинга инте грационных процессов в промышленности и углубления производственной кооперации предприятий региона.

2. Задачи проекта 2.1. Разработка концепции построения распределенной организационно информационной системы взаимодействия руководителей предприятий, специалистов маши ностроения, экспертов, администрации региона, заказчиков и поставщиков нового оборудова ния для хранения и управления данными и знаниями о машиностроительном производстве ре гиона, методах повышения качества и эффективности производства и инновационной деятель ности (ЭСМТК).

2.2. Формирование электронной базы данных по результатам технологического монито ринга не менее 230-250 предприятий.

2.3. Разработка пилотной версии распределенной организационно-информационной системы взаимодействия руководителей предприятий, специалистов машиностроения, экспер тов, администрации региона, заказчиков и поставщиков нового оборудования, для хранения и управления данными и знаниями о машиностроительном производстве региона, методах по вышения качества и эффективности производства и инновационной деятельности (ЭСМТК).

2.4. Организация и обеспечение функционирования в течение 3-х лет системообразую щих центров ЭСМТК: анализа ресурсов предприятий, экспертной оценки инновационных про ектов и качества производства, актуализации данных, хранения и аналитической обработки данных.

2.5. Тестирование и апробация пилотного варианта ЭСМТК не менее чем на 5-ти круп ных машиностроительных предприятиях СПБ.

2.6. Разработка и реализация методов актуализации технического состояния ресурсов предприятий, оборудования, технологических процессов и обеспечения производства в те чение 3-х лет.

3. Требования к работе 3.1. Электронная информационная система субконтрактинга Санкт-Петербурга яв ляется развитием информационной системы субконтрактинга, разработанной Санкт Петербургским фондом поддержки по заказу КЭРППиТ.

3.2. Требования к системе ЭСМТК:

3.2.1. ЭСМТК должна быть построена с учетом кластерного подхода:

- выделены и структурированы промышленные кластеры Санкт-Петербурга;

- формализованы и описаны основные параметры промышленных кластеров;

- обеспечен сбор информации для измерения значений их основных параметров.

3.2.2. ЭСМТК должна содержать три подсистемы:

- интеллектуальную подсистему анализа состояния производства;

- оптимизирующую подсистему расширенного планирования;

- аналитическую подсистему структурированного кластерного анализа данных.

3.2.3. ЭСМТК должна быть открытой и формировать:

- многоуровневое представление данных о производственных ресурсах предпри ятий машиностроительной отрасли;

- экспертные оценки слабоформализуемых параметров производства (уровень техно логического совершенства, степень финансовой состоятельности, качества производства, уровень квалификации специалистов, стабильность обслуживания и другие);

3.2.4. ЭСМТК должна обеспечить переход от управления данными к управлению знаниями, предоставлять пользователям системы инструмент онтологического анализа данных, обеспечивающий учет индивидуальных предпочтений лица принимающего ре шение, для сформирования набора оценочных параметров факторов производства для оценки качества потенциального соисполнителя комплексного проекта;

3.2.5. ЭСМТК позволяет использовать автоматизированное решение задачи по строения оптимального распределения технологических операций между организациями участниками системы субконтрактинга с учетом объективных и экспертных оценок каче ства размещения заказа;

3.2.6. ЭСМТК должна предоставить удобный интерфейс пользователям системы и обеспечить несколько ролей доступа к данным, оптимизировать последовательность и длительность цепочек операций итерационными автоматизированными математическими методами;

3.2.7. В ЭСМТК должны использоваться методы графического отображения данных предприятия, технологического производства, оценочных и интегральных показателей. При меняемые методы настройки интерфейсов должны обеспечивать удобство и эффективность взаимодействия пользователя с системой;

3.2.8. ЭСМТК должна обеспечивать выявление центров технологической компетен ции в машиностроительном комплексе Санкт-Петербурга;

3.2.9. ЭСМТК реализует принцип взаимодействия новых специализированных цен тров технологической компетенции предприятий и производственных кластеров;

3.2.10. ЭСМТК должна предусматривать возможность интеграции с существующими региональными, федеральными и международными информационными системами;

3.2.11. ЭСМТК должна обеспечивать хранение и представление данных о производ ственных ресурсах предприятий достаточных для всех уровней кооперации их производст венной деятельности;

3.2.12. ЭСМТК обеспечивает работу пользователей в реальном времени;

Для выполнения государственного контракта был организован научный коллек тив, который объединил потенциал ученых механико-машиностроительного факульте та, факультета при ЦНИИ РТК и ведущих специалистов ИТК. В короткое время были решены сложнейшие задачи построения модели технологических процессов, описания оборудования, построения открытой модели данных. Предложенные решения доведены до практической реализации. Пилотная версия системы передана фонду поддержки промышленных предприятий для опытной эксплуатации.

4. Функциональные возможности ЭСМТК.

Управление данными ЭСМТК обеспечивает набор функций, сгруппированный в пять подсистем: управление технологическими операциями;

управление классификато ром оборудования;

управление данными предприятия;

управление заказами;

поиск за каза.

Подсистема управление технологическими операциями обеспечивает:

- управление операциями (просмотр, удаление, добавление, изменение и коррек тировка двухуровневого классификатора технологических операций);

- управление технологическими переходами. Переходы выбраны экспертной оценкой из «Классификатора переходов приборостроения и машиностроения 1 89 187», в объеме таблиц: «действие» и «предмет труда»;

- формирование параметров технологических переходов;

- ведение списка параметров переходов для каждого технологического перехода.

Число параметров может быть произвольным. Параметры перехода могут отсутство вать.

Подсистема управление классификатором оборудования (станками) обеспечива ет:

- Управление классификатором станков (ведение двухуровневого классификато ра станков группа станков, тип станка).

- Управление перечнем станков. Оборудование описывается набором свойств:

код модели, название модели, тип станка, группа станка, год начала производства стан ка, фирма-изготовитель.

- Формирование классификатора атрибутов оборудования Атрибут оборудова ния задается идентификатором атрибута, единицей измерения атрибута и типом значе ния.

- Формирование значений параметров перехода. Каждому переходу присоединя ется набор параметров и набор значений. Связывание параметров осуществляется дву мя способами «от перехода» или «от станка». Оба способа являются равнозначными.

Подсистема управление данными предприятия обеспечивает:

- управление списком предприятий. Каждое предприятие описывается формой собственности, названием, адресом, номером телефона, электронной почтой, текстовым описанием;

- управление оборудованием предприятия. Оборудование выбирается из ранее сформированного словаря;

- управление группами оборудования предприятия. Каждой группе оборудова ния приписывается свой набор параметров, перечень параметров фиксирован. Значения параметров копируются из словаря и корректируются специалистами предприятия;

- просмотр переходов оборудования. Каждой модели оборудования добавляется фиксированный перечень переходов;

- управление значениями параметров оборудования. Для каждой группы обору дования можно откорректировать значения параметров, при этом перечень параметров остается неизменным.

Подсистема управление заказами обеспечивает:

- управление перечнем заказов. Каждому заказу пользователь может добавить три документа: описание технологического процесса, трехмерную твердотельную мо дель и чертеж детали;

- ввод заказа. Заказ вводится в два этапа - формирование текстовой части и фор мальное задание переходов. Формирования текстовой части состоит в выборе операций из классификатора операций и приписывании к ней неформализованной текстовой час ти.

Этап формализации переходов состоит в выборе переходов конкретной опера ции из классификатора переходов и заполнении значений параметров каждого перехо да.

Подсистема поиск перехода обеспечивает:

- Выбор вариантов реализации заказа можно выполнить по любому из трех кри териев - «На одном предприятии», «С минимальным числом моделей», «С минималь ным числом перемен между моделями».

Результатом поиска является список вариантов реализации заказа на предпри ятиях с указанием моделей станков. При невозможности выполнения заказа выдается диагностическое сообщение.

Предложенный набор из пяти подсистем позволяет системному администратору поддержать логическую целостность данных ЭСМТК при сохранении открытости ос новных классификаторов системы.

5. Результаты В процессе разработки ЭСМКТК проведена установка программного обеспече ния на пяти предприятиях. Во время тестовой эксплуатации программного обеспечения получены следующие результаты:

- Модель данных производственного процесса ЭСМКТК соответствует профилю машиностроительных предприятий;

- Предложенная модель позволяет расширить круг предприятий за счет включе ния предприятий, специализирующихся на производство изделий из пластмасс;

- Предложенная модель позволяет расширить круг предприятий за счет включе ния предприятий, специализирующихся на производство изделий из керамики;

- Методика поиска вариантов исполнения заказа на выполнение указанного из делия удовлетворяет заказчика;

- При подключении к ЭСМКТК не требуется установки специальных средств вычислительной техники;

- Наличие большого числа примеров описания технологических процессов изго товления деталей, существенно снижает трудозатраты технологов предприятий при со ставлении заказа;

- Возможность поиска исполнителя заказа по отдельному фрагменту технологи ческого процесса является полезным инструментом для технолога предприятия.

В настоящее время получены акты внедрения ЭСМТК на пяти предприятиях ре гиона: ООО «Инструментальные технологии», ООО «Глосис- Сервис», ЗАО Механический завод «КВОЛИ», Научно-производственное объединение по пере работке пластмасс имени «Комсомольской правды», ООО «ВЕРИАЛ».

6. Схема организационного взаимодействия ЭСМТК с предприятиями ре гиона Разработчики системы предложили вариант взаимодействия предприятий с ЭСМТК через системообразующий центр. Место расположение системообразующего центра – СПбГПУ.

Консультантами центра работают ученые и специалисты университета. Финан сирование центра осуществляется из бюджета правительства СПб.

Задачи системообразующего центра:

1. Актуализация словарей 2. Определение рабочих диапазонов значений.

3. Ведение классификатора оборудования и переходов.

4. Анализ конфликтов в описании оборудования и переходов.

5. Формирование области технологических возможностей.

6. Контроль вводимых предприятиями значений (модерирование).

7. Разбор конфликтов между пользователями.

8. Анализ ресурсов предприятий.

9. Экспертная оценка инновационных проектов и качества производства.

10. Актуализация данных.

Возможности предприятия по управлению оборудованием:

1. Зарегистрироваться.

2. Копировать экземпляр оборудования из эталонного набора станков.

3. Отредактировать значения атрибутов оборудования 4. Отредактировать значения параметров переходов.

5. Групповое управление параметрами операций и переходов отдельного станка Администратор Системообра ЭСМКТК зующий центр Эксперты постоянно взаимодействуют с предприятиями Предприятие Рис. 1. Схема взаимодействия ЭСМТК, предприятия и системообразующего центра В табл. 1 приведены данные сравнения предлагаемого варианта (вариант А) с вариантом непосредственного подключения предприятия к ЭСМТК (вариант В).

Таблица Результаты сравнения вариантов построения системы Критерии сравнения Вариант А Вариант В Время подключения нового предпри- Большое малое ятия Сложность взаимодействия пользовате- Средняя низкая ля с системой Время ввода заказа фиксированное фиксированное Время поиска заказа фиксированное большое Достоверность отчетов Высокая низкая Точность поиска Высокая средняя Время освоения системы фиксированное фиксированное Качество данных Высокое неопределенное (логическая целостность) Критерии сравнения Вариант А Вариант В Возможность пополнения словарей Есть отсутствует Уровень достоверности данных Высокий низкий Наличие службы поддержки пользова- Есть нет телей Затраты на ввод и поддержку системы Высокие низкие Анализ данных, приведенных в таблице, показывает, что следует отдать пред почтение первому варианту взаимодействия, так он обеспечивает высокий уровень дос товерности данных, отчетов и их логическую целостность. Кроме того, предприятие не сможет проводит независимую экспертизу своих инновационных проектов и построить объективную оценку своих производственных ресурсов.

7. Задача актуализации технического состояния ресурсов предприятий, обо рудования, технологических процессов и обеспечению ее проведения в течение га рантийного срока.

Актуализация технического состояния ресурсов предприятий, оборудования, технологических процессов является важней задачей для функционирования системы в течение гарантийного срока. Определим набор данных, отражающих состояние техно логических возможностей предприятия:

- оборудование, - технологические процессы, которые может реализовать конкретное предпри ятие.

В свою очередь оборудование описывается базовыми характеристиками соот ветствующими паспортным данным, загрузкой, уровнем подготовки технического пер сонала, степенью изношенности.

Концепция метода актуализации технического состояния ресурсов предприятий, базируется на следующих постулатах:

- параметры оборудования предприятия на момент подключения к ЭСМКТК со ответствуют паспортным данным.

- степень соответствия паспортных данных оборудования и реальных данных конкретного экземпляра оборудования устанавливает предприятие и отражает их в БД ЭСМКТК самостоятельно.

- периодичность внесения изменений в БД ЭСМКТК соответствует следующим событиям: (получение нового оборудования, паспортизация оборудования на предпри ятии, проведение независимой экспертизы специалистами системообразующего центра).

Момент получения нового оборудования прогнозировать сложно, так как он определя ется многочисленными случайными факторами. В свою очередь паспортизация обору дования на предприятии носит плановый характер и осуществляется один раз в два- три года. Экспертиза специалистов системообразующего центра выполняется на плановой основе не реже одного раза в год.

Актуализация состояния технологических процессов предприятия тесно связана с состоянием оборудования. В связи с этим целесообразно выполнять их одновременно.

В этом случае затраты на их проведение будут минимальны. Объектом актуализации являются данные предприятия, предоставленные для отображения в БД ЭСМКТК.

8. Заключение В процессе выполнения государственного контракта были получены следующие ре зультаты:

1. Разработана концепция построения распределенной организационно информационной системы взаимодействия руководителей предприятий, специалистов маши ностроения, экспертов, администрации региона, заказчиков и поставщиков нового оборудова ния для хранения и управления данными и знаниями о машиностроительном производстве ре гиона, методах повышения качества и эффективности производства и инновационной деятель ности;

2. Разработаны принципы работы системы, разработка функционального, аппарат ного, организационного и финансового обеспечения системы;

3. Проведено обследование и технологический мониторинг состояния производ ства 5 крупных машиностроительных предприятий, реализующих не менее 10-12 базо вых технологий;

4. Разработана информационная модель описания предприятия;

5. Разработан классификатор оборудования и производственных процессов;

6. Разработаны информационные структуры описания объектов;

7. Предложены интегральные оценки состояния оборудования и технологиче ских процессов, критерии описания параметров машиностроительных комплексов, цен тров технологической компетенции общемашиностроительных технологических про цессов;

формальные методы сравнения технологических процессов и оборудования;

предложения по совершенствованию системы субконтрактинга с учетом адаптации к действующей системе;

8. Подготовлены презентационные материалы разработанной концепции;

9. Проведено формирование электронной базы данных по результатам технологическо го мониторинга не менее 150 предприятий;

10. Разработаны формы для систематизации данных по оборудованию и техно логическим процессам;

11. Разработана демонстрационная версия пилотного варианта ЭСМКТК;

12. Проведено тестирование и апробация пилотного варианта ЭСМКТК на 5-ти круп ных машиностроительных предприятиях Санкт-Петербурга;

13. Осуществлена опытная эксплуатация системы на 5-ти машиностроительных предприятиях, исправление ошибок;

14. Подготовлена техническая документация на ЭСМКТК.

Результаты проделанной работы были представлены на международном про мышленном форуме «Российский промышленник 2008» и «Петербургской технической ярмарке» (март 2009 года). Работа получила положительную оценку вице-губернаторов Санкт-Петербурга Осеевского М.Э. и Сергеева А.И., коллектив разработчиков награж ден почетным дипломом. Положительный опыт совместного решения сложнейших за дач учеными разных факультетов демонстрирует высокий потенциал специалистов СПбГПУ в решении инновационных задач.

ПРОЦЕСС ОБУЧЕНИЯ КАК МЕТОД НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ Никифоров В.И.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Проблемы сопоставительного анализа процесса обучения и научного познания в методологии образования исследованы к настоящему времени весьма широко и с дос таточной степенью фундаментальности. Можно в этой части сослаться на работы З. А. Решетовой, Б. М. Кедрова, В. В. Краевского, А. И. Маркушевича, И. Я. Лернера, С. А. Шапоринского [5, 7, 8, 9, 13, 16 и др.].

В работах этих ученых, исследователей, педагогов вопросы соотнесения обуче ния и научной деятельности изучаются на разных уровнях: методологическом, общепе дагогическом, частнопредметном, методическом. Наиболее острой и чаще чем другие дискутируемой проблемой в рассматриваемом аспекте стояла и стоит в настоящее вре мя проблема соотнесения содержания учебного предмета (в высшей школе – учебной дисциплины) и соответствующей этому предмету (дисциплине) науки.

Введение двухуровневой системы подготовки в высшей школе и связанное с этим повышение научного уровня содержания обучения, особенно на ступени магист ратуры, сокращение финансовой поддержки вузам в проведении фундаментальных ис следований со стороны государства и падение числа заказов от предприятий на при кладные исследования, коммерциализация учебного процесса и другие инновации со циально-экономической жизни страны с новой стороны высветили необходимость рас смотрения проблемы соотношения научного познания и процесса обучения и, в частно сти, учебной дисциплины и базовой для нее науки.

Можно указать в подтверждение вышесказанному, например, на включение в учебные планы подготовки магистров дисциплины «Научно–исследовательская рабо та» при практически полном отсутствии разработок в области методики ее преподава ния. Официально признан и тот факт, что научная литература может служить одним из видов средств обучения студентов, а потому учебный процесс должен быть обеспечен не только учебной, но и научной литературой. Однако проблема использования науч ной литературы в учебном процессе и способов трансформации ее содержания на уро вень учебной литературы не решена ни в методическом, ни в организационном аспек тах.

Есть еще ряд обстоятельств, которые определяют необходимость обращения к проблеме «процессы обучения и научного познания». Одно из них связано с тем, что в учебных программах, разрабатываемых преподавателями, часто термин учебная дисци плина приравнивается к термину наука, а в качестве основных (подчеркнем, основных) учебников принимаются научные издания.

В проблеме соотнесения научного познания и учебного процесса учебный про цесс всегда рассматривался как вторичный по отношению к научному познанию, а учебная дисциплина как производная базовой научной дисциплины. Считается, что именно наука является «…непосредственным источником, из которого содержание об разования черпает свой состав на уровне конкретного учебного предмета» [8].

Действительно, основой формирования содержания учебной дисциплины являет ся определенная наука или совокупность наук. В связи с большой дифференциацией современных наук, содержание учебной дисциплины может строиться не на одной, а на ряде наук, а, возможно, и на основе целого цикла наук. Возможен и такой вариант, ко гда на основе одной науки разрабатывается несколько учебных дисциплин конкретного учебного плана подготовки специалиста.

Однако очевидно и другое, учебная дисциплина и наука даже одного и того же наименования — это понятия далеко не тождественные между собой ни по структурам, ни по содержанию [8, 11, 16]. Переработка основ научной дисциплины в педагогиче ские основы учебной дисциплины является важной и сложной задачей, которую дол жен решить преподаватель. Рассмотрению подлежат аспекты соотнесения всех элемен тов системы научного познания и учебного процесса, в том числе:

– цели науки и учебной дисциплины;

– содержание науки и учебной дисциплины;

– методы исследования в науке и методы обучения в учебном процессе;

– средства исследования в науке и средства обучения в учебном процессе.

В рамках каждого из перечисленных аспектов уже есть определенные решения, составляющие основы переработки научных знаний в учебные [6, 11]. Многие из этих решений, относящихся к проблеме соотношения процесса обучения и научного позна ния, рассматриваются в педагогике в рамках важнейшего дидактического принципа — принципа научности в обучении [1, 11]. Суть этого принципа состоит в том, что обу чающимся предлагаются для усвоения прочно установленные в современной науке по ложения и при этом используются методы обучения, приближающиеся по своему ха рактеру к методам науки, основы которых изучаются.

Реализация принципа научности обучения осуществляется в учебном процессе через выполнение перечисленных далее основных педагогических требований [1, 12 и др.].

1). В содержание дисциплины следует включать научно достоверные и точно установленные наукой и подтвержденные практикой знания. Однако это не только не исключает возможности, но и обязывает преподавателей представлять в дисциплине дискуссионные, проблемные вопросы и гипотезы с подчеркиванием их значимости в развитии научных знаний.

2). Уровень представляемого в учебной программе материала должен соответст вовать современному состоянию науки, техники и производства. При этом содержание обучения должно носить опережающий характер по отношению к современному со стоянию науки, учитывать перспективы ее развития и строиться на основе предвидения «завтрашнего дня» науки.

3). Высокие темпы развития научных знаний в последние десятилетия и повы шение теоретического уровня изучаемого в высшей школе материала на основе пре имущественного рассмотрения теорий привели к снижению объема представления в содержании учебной дисциплины второго по значимости элемента научного знания – фактов.

В связи с этим, сокращать объем фактического материала в целях уменьшения нагрузки студентов следует обоснованно и дифференцированно, учитывая значение фактов для усвоения теории и знания способов и области ее применения, для развития мышления студентов, для формирования умения выделять научные факты из комплек са явлений и процессов, соотносить их между собой и с теорией.

4). Терминология, символика, определения учебной дисциплины должны соот ветствовать аналогичным категориям базовой науки. Некоторое упрощение основ наук в учебной дисциплине не должно приводить к искажению научных положений и тер минологического аппарата науки.

5). В содержание учебной дисциплины следует включить сведения о методах научного познания. Усвоение современного научного знания вообще невозможно без усвоения средств и способов его получения. Знания и методы познания в науке взаимо связаны, а потому и должны рассматриваться в учебной дисциплине в их единстве и противоположности.

6). Научный материал в дисциплине должен быть методически переработан, ос вобожден от всего лишнего, не отвечающего цели и задачам изучения дисциплины, и расположен в определенной логической последовательности, строящейся на логике науки и обеспечивающей содержательную связь и преемственность в обучении мате риалу дисциплины. Однако логика учебной дисциплины и логика науки не всегда идентичны.

Логическая система науки, отражающая ход развития материальной действи тельности, начинает с анализа простых форм и отношений и заканчивает наиболее сложными и развитыми. Однако понятия простого и сложного в развитии материальной действительности в науке и в обучении часто не совпадают.

7). Учебная дисциплина, вводя студентов в сферу соответствующей науки, должна, в конечном счете, привести студента к пониманию ее структуры, логики, логи ческой системы фактов, понятий, законов, теорий науки.

8). Уровень научности содержания дисциплины, степень проникновения мате риала «вглубь» науки и язык описания научного материала должны соответствовать це лям обучения, месту изучения дисциплины в учебном плане, системе ее междисципли нарных связей и ряду других условий обучения.

9). Содержание материала учебной дисциплины должно быть нацелено на фор мирование системности знаний студентов.

При этом восприятие нового материала не должно сводиться к какому-то одно му акту, а должно представлять процесс, в котором студент рассматривает каждое но вое явление или предмет с различных сторон, устанавливая многообразие связей дан ного объекта с другими.

10). Методы обучения дисциплине должны развивать мышление студентов, под водить их к самостоятельной поисковой, творческой работе в учении, а потому базиро ваться на методах научного познания. Методы научного познания не только должны стать объектом изучения дисциплины, но и быть основой выбора преподавателем ме тодов обучения.

11). Процесс обучения дисциплине должен быть построен таким образом, чтобы перед студентом раскрывалась история становления науки, изучаемых научных явле ний и разработки научных законов, охватывающих эти явления. Это определяет необ ходимость учета при формировании содержания и последовательности его изложения принципа историзма.

12). Содержание обучения дисциплине, методы и формы организации занятий должны быть ориентированы на использование в учебном процессе научной аппарату ры. Овладение современной наукой, ее методологией, научными методами познания невозможно без использования в учебном процессе средств научных исследований.

Общность позиции содержания этих пунктов, характеризующих способы реали зации дидактического принципа научности в обучении, заключается в констатации первичности научного познания и научных знаний по отношению к процессу обучения, а науки — к учебной дисциплине. Из совокупности представленных аспектов принципа научности можно сделать вывод о том, что процесс обучения, соответственно, и учеб ная дисциплина немыслимы, если не осуществляется общественно-исторический про цесс познания, не проводятся научные исследования в соответствующих науках. И этот вывод не вызывает и не может вызвать никаких возражений. В то же время, принцип научности наводит на мысль и о том, что научное познание и научные дисциплины мо гут существовать и развиваться вне процесса обучения. Эта же мысль четко представ лена в ряде работ, относящихся к гносеологии познания, например, «В процессе обуче ния никаких новых истин не открывается, а лишь усваивается то, что открыто в исто рическом научном познании» [2, с. 107].

Однако реалии учебного процесса указывают на иные соотношения процесса обучения и научного познания. В частности, всем известно, что:

– выполняя в рамках дисциплины «Научно-исследовательская работа» учебную работу, студенты под руководством преподавателей вносят свой посильный вклад в развитие науки из той области знаний, в рамках которых ими выполняются исследова ния;

– одним из требований к преподавателям вузов является требование выполнения ими научно-исследовательских работ, а, следовательно, внесения вклада в фундамен тальную или прикладную науку.

Уже из этих фактов следует, что наука и учебный процесс находятся в диалек тическом единстве и органической взаимосвязи. И эту взаимосвязь, ее проявления сле дует рассматривать в свете положений закона о единстве и борьбе противоположно стей. В соответствии с этим законом взаимосвязь противоположностей часто не высту пает на поверхности, а скрыта от непосредственного восприятия. «Кажется, что проти воположности (от автора: в данном случае наука и учебный процесс) могут существо вать друг без друга, легко отделимы друг от друга. Но это обманчивое явление;

рано или поздно связь противоположностей дает знать о себе» [3].

Любое диалектическое противоречие является внутренним источником всякого движения и развития. Научное познание является источником развития учебного про цесса и учебных дисциплин. В силу диалектического закона о единстве и борьбе про тивоположностей процесс обучения (учебная дисциплина) является и процессом по знания объективной реальности, исследуемой в базовой для учебной дисциплины науке или даже в иных областях научных знаний. Говоря проще, учебный процесс может сам по себе «рождать» новое научное знание.

Исторический анализ взаимодействия обучения и научной деятельности под тверждает этот вывод. В работе [4] П. Л. Капица описывает ряд примеров того, как преподавательская деятельность приводила к большим открытиям. Вот некоторые из известных фактов [4, с.133–138]1.

«Менделеев открыл периодическую систему элементов, когда искал способ, как описать свойства элементов, чтобы их лучше поняли и усвоили студенты, которым он читал лекции по основам химии.

… молодой Лобачевский, когда преподавал геометрию в школе взрослых, про ходящих курс средней школы, не находил удовлетворительного способа объяснить ученикам очевидность постулата о непересекаемости параллельных линий, и открыл неэвклидову геометрию.

…. Шредингер нашел свои знаменитые уравнения в процессе объяснения рабо ты де Бройля группе аспирантов Цюрихского университета, где он делал это по прось бе Дебая.

… Стокс, составляя задачи для студентов по математике, предложил в одной из них доказать, что интеграл, взятый по контуру, просто связан с потоком, проходящим через этот контур. Теперь это называется теоремой Стокса.

… закон распределения молекул газа по скоростям Максвелл открыл на экзаме не при поступлении в аспирантуру. Экзаменатором, поставившим перед ним эту зада чу, был Стокс».

Естественно, что в рамках дидактического принципа научности аспект влияния учебного процесса на научное познание не нашел отражение, поскольку этот принцип ставит только задачу раскрытия методов использования научных знаний в учебном процессе. Однако в поставленной плоскости данная проблема вообще не нашла отра Ф. П. Кесаманлы. Знаете ли Вы? «Политехник», 14 декабря 1982 г.

жение в научной литературе. И это странно, ибо практически для каждого преподава теля, ведущего ту или иную специальную дисциплину, данный факт очевиден. Не только научное познание (наука) является источником содержания и технологии обуче ния учебной дисциплине, но и процесс обучения (учебная дисциплина) вуза всегда яв ляется для преподавателя процессом научного познания (его результатом) и тем самым способствует решению научных проблем и развитию науки.

Этот вывод требует серьезных методологических, междисциплинарных прора боток, определяющих способы реализации данной грани закона единства и борьбы противоположностей в учебном процессе. И, тем не менее, несколько путей развития научного знания в рамах учебного процесса может быть вычленено уже сейчас: обу чающая деятельность преподавателя в рамках определенной учебной дисциплины определяет для него необходимость:

– научной систематизации теорий, гипотез, методов, научных фактов;

– упорядочения категориального аппарата учебной дисциплины на основе современного состояния научных знаний в определенной области объективной ре альности;

– установления междисциплинарных и научных связей и превращения на этой основе разрозненных научных знаний в стройную систему – науку, имеющую определенное место в системе других наук;

– раскрытия места каждого из элементов науки в общей ее структуре и создания на этой основе возможности научного прогнозирования.

Эти аспекты диалектического единства и противоположности научного и учеб ного процесса позволяют обосновать с новой позиции место образовательных учреж дений в общественно-историческом процессе познания и системе научно исследовательских организаций, и, что не менее важно, порядок финансирования обра зовательных учреждений и обеспечения условий работы педагогического коллектива.

«Учебные заведения следует рассматривать не только как заведения, в которых готовят молодых ученых, но и как место, где развиваются научные таланты и уже сформиро вавшиеся ученые … У нас это часто не признается» [4, с. 137].

В свете представленной трактовки диалектического единства и противополож ности процесса научного познания и учебного процесса становятся особенно очевидны те особенности формирования педагогического контингента вузов, которые связаны с концентрацией в высшей профессиональной школе специалистов высшей научной ква лификации. И это не случайно, т. к. необходимость систематизации научного материа ла, поиск его места в системе учебного материала, а, следовательно, и в системе других наук, методическая трансформация его в логическую последовательность, доступную для восприятия обучающимися, дает возможность преподавателю вуза непосредствен но структурировать науку, вычленить ее направления развития, найти место каждому научному открытию, увидеть противоречия и «белые пятна» науки. Именно на этой ос нове и идет часто развитие научных исследований в вузах.

Необходимость осуществления исследователями в научной деятельности учеб ных процедур обоснована в научных работах С. А. Шапоринского [16] и осознана ра ботниками академических научных институтов и академий. Многие ведущие ученые научных организаций не только преподают в высшей школе, но и создают на основе своих научных учреждений филиалы академических высших учебных заведений, базо вые кафедры, привлекая к их работе собственных ученых.

Дадим в связи с этим выдержку из напутствия П. Л. Капицы выпускникам Мос ковского физико-технического института: «Вам, молодым ученым, в ближайшее время предстоит покинуть физтех и в том или ином виде заниматься в научно исследовательских институтах. Если вы хотите расти как ученые, не стареть и разви вать свои знания, вам необходимо не терять контакт со следующим подрастающим по колением, учить это поколение и учиться у него. Если вы оторветесь от обучения мо лодежи, вы сразу начнете стареть и сразу начнете отставать от науки» [4, с 138].

Именно поэтому можно утверждать, что сокращение вузовской науки, недо оценка роли вузовских преподавателей в задаче развития науки в целом и отдель ных ее направлений будут негативно отражаться не только на качестве подго тавливаемых высшей школой выпускников, но и на эффективности научного по знания в стране в целом.


О том, что может дать сопоставление науки и учебной дисциплины для развития как науки, так и учебной дисциплины можно рассмотреть на основе сопоставления науки «Технология машиностроения» и аналогичной по названию учебной дисциплины подготовки бакалавров направлений 150400 — «Технологические машины и оборудо вание» и 150900 — «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств».

«Технология машиностроения» как наука достаточно молода. А. А. Маталин трактует ее как науку «... об изготовлении машин требуемого качества в установленном производственной программой количестве и в заданные сроки при наименьших затра тах живого и овеществленного труда» [8]. Практически одновременно с наукой сфор мировалась и учебная дисциплина «Технология машиностроения», основоположником которой является А. П. Соколовский [15].

Уже в первоначальном своем содержании учебная дисциплина «Технология ма шиностроения» не включила в себя ряд сведений, относящихся к технологии производ ства машин, т. е. к науке «Технология машиностроения». К ним можно отнести сведе ния о технологических методах обработки, физических основах резания материалов и выборе режимов резания, о технологии получения заготовок и методах термической обработки. Эти материалы в учебном процессе выделены в такие дисциплины, как «Ре зание металлов», «Технология конструкционных материалов», «Материаловедение и термическая обработка» и ряд других. За учебной дисциплиной «Технология машино строения» в качестве предмета изучения были закреплены физические основы, прин ципы и последовательность проектирования технологических процессов механической обработки заготовок и сборки изделий, а также типовые технологические процессы из готовления традиционных для машиностроения классов деталей. В этом своем содер жании учебная дисциплина «Технология машиностроения» сохранилась до настоящего времени.

В последнее десятилетие в производстве изделий всех отраслей экономики, в том числе и в машиностроении, широкое распространение получили электрофизиче ские и электрохимические методы обработки заготовок (ЭХФО). Эти методы нашли применение на всех этапах технологического процесса изготовления изделия, и сегодня уже можно говорить о том, что практически ни один современный технологический процесс не обходится без их использования.

Необходимость изучения методов ЭХФО и соответствующих электрофизиче ских и электрохимических технологий при подготовке специалиста-технолога стала очевидной. Назрела необходимость выпуска вузами системных технологов, способных при решении сложных технологических задач «выйти» за традиционные рамки техно логий механической обработки и принимать решения на основе системного подхода к технологии как науке, строящейся на базе всей совокупности технологических методов обработки заготовок. Решение этой проблемы невозможно без переосмысления содер жания основной технологической дисциплины учебного плана подготовки технологов «Технология машиностроения» и содержание науки «Технология машиностроения».

Современная «Технология машиностроения» как наука должна интегрировать в себя все полученные в последние годы сведения о новых методах и технологиях обра ботки заготовок, которые в настоящее время принадлежат разделам других наук, отно сящихся чаще всего к областям физики и химии.

Это потребует пересмотра ряда теоретических положений, принципов, методов науки «Технология машиностроения», используемых в настоящее время только для ус ловий механической обработки и сборки изделий. В конце концов, придется создать единую терминологию, понятийный аппарат и условные обозначения физических ве личин, пригодных для описания любого технологического метода обработки заготовок.

Очевидно, что наука «Технология машиностроения» в этом случае сможет выйти на более высокий уровень методологических обобщений и рекомендаций технологическо го характера, чем это есть в ней на данный момент.

Таким образом, реализация предложенного подхода к области познания науки «Технология машиностроения» может стать основой не просто модернизации основной дисциплины учебных планов подготовки технологов, но и позволит высшей школе осуществить выпуск качественно нового специалиста — технолога-системотехника.

Пилотное исследование, проведенное автором методом научно-педагогической беседы, показывает, что аналогичные примеры из своей учебной деятельности может привести практически каждый преподаватель вуза, осуществляющий преподавание специальных дисциплин и ведущий научную деятельность. И в этом факте кроется обоснование правильности вывода о единстве учебной и научной деятельности пре подавателя вуза, реализуемой им в рамках ведения учебного процесса.

Литература:

1. Архангельский С. И. Учебный процесс в высшей школе, его закономерные ос новы и методы: Учеб.– метод. пособие. – М.: Высш. школа, 1980. – 368 с.

2. Груздев П. Н. Вопросы обучения и воспитания. – М., 1949.

3. Диалектический материализм: Учеб. пособие / Под ред. А. П. Шептулина. – М.: Высш. школа, 1974.

4. П. Л. Капица. Эксперимент, теория, практика. Статьи и выступления. – М.:

Наука, 1974. – 287 с.

5. Кедров Б. М. О научном методе написания учебника. – Вестник высшей шко лы. 1971, № 1.

6. Кондаков В. А. О трансформации свойств физического знания при переходе от научной к учебной системе знания. – Ученые записки Куйбышевского государствен ного педагогического института. Вып. 70, ч. 1, 1969.

7. Краевский В. В. Проблемы научного обоснования обучения. (Методологиче ский анализ). – М.: Педагогика, 1977. – 264 с.

8. Лернер И. Я. Дидактические основы методов обучения. – М.: Педагогика, 1981. – 186 с.

9. Маркушевич А. И. Совершенствование образования в условиях научно– технической революции // Проблемы социалистической педагогики, 1973.

10. Маталин А. А. Технология машиностроения. М.–Л.: Машиностроение, 1985.

– 512 с.

11. Никифоров В. И. Учебная программа дисциплины: содержание и методика разработки. СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2003. – 76 с.

12. Ракитов А. И. Курс лекций по логике науки. – М., 1971.

13. Решетова З. А. Психологические основы профессионального обучения. – М.:

Изд-во МГУ, 1985. – 207 с.

14. Сазонов В. В. Наука и учебный предмет. – М.: Советская педагогика, 1965, № 7.

15. Соколовский А. П. Курс технологии машиностроения. М.–Л., ч. 1, 2. 1947.

435 с.

16. Шапоринский С. А. Обучение и научное познание. М.: Педагогика, 1981. – 208 с.

СЕКЦИЯ Физические и математические науки ОСОБЕННОСТИ ДЕФЕКТООБРАЗОВАНИЯ В ТВЕРДЫХ РАСТВОРАХ PBSE1-XSX С ЭЛЕКТРОННЫМ ТИПОМ ПРОВОДИМОСТИ Вейс А.Н.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет В литературе давно обсуждается вопрос о несоответствии реальных процессов дефектообразования в халькогенидах свинца (ХГС) модели, предполагающей сущест вование в них доминирующих типов собственных дефектов (СД), полностью опреде ляющих электрофизические свойства этих материалов. Впервые внимание на это обра тили авторы [1]. Они предположили, что тип проводимости и величины концентраций свободных носителей тока определяются в ХГС не доминирующими типами СД, а раз ностью концентраций анионных Vch и катионных VPb вакансий. Именно в рамках этого предположения автору [2] удалось не только истолковать необычные особенности электрофизических свойств ионно-имплантированного теллурида свинца, но и опреде лить зарядовые состояния различных собственных дефектов в этом материале. Однако предположение [1] долго не находило прямых экспериментальных подтверждений.

Первые прямые экспериментальные доказательства справедливости предположения [1] были получены недавно, при исследовании спектров оптического поглощения в ХГС, легированных отклонением от стехиометрии и обладающих проводимостью p-типа (см., например, [3, 4]). В этих экспериментах были широко использованы результаты теоретического и экспериментального исследования энергетического спектра вакансий в ХГС (см. [5] и цитированные там работы), согласно которым VPb энергетических уровней не образует, а Vch образует в ХГС несколько энергетических уровней, один из которых расположен в глубине валентной зоны. Оказалось, что все бинарные ХГС, об ладающие дырочным типом проводимости, легированные отклонением от стехиомет рии, в действительности являются самокомпенсированными материалами, в которых компенсация акцепторного действия вакансий свинца осуществляется вакансиями халькогена, причем концентрация последних велика и сопоставима с концентрацией VPb. Это позволяет предполагать, что ответственными за электронный тип проводимо сти в ХГС являются вакансии халькогена, а не междоузельный свинец IPb, как это счи талось рядом авторов до недавнего времени (см., например, [6]).

Высказанное предположение может быть экспериментально проверено при ис следовании спектров (h) в твердых растворах PbSe1-xSx, легированных отклонением от стехиометрии и обладающих проводимостью электронного типа. Уникальная осо бенность названных соединений состоит в том, что посредством легирования их акцеп торными примесями (Tl или Na) и сверхстехиометрическим свинцом Pbex в них удается инвертировать тип проводимости от дырочного (обычного в PbSe1-xSx: Tl(Na)) к элек тронному за счет образования в значительных количеств анионных вакансий. При этом концентрация анионных вакансий Nch в таких образцах может быть определена соглас но простому выражению: Nch=Nimp+nH/2, в котором Nimp – концентрация акцепторных примесей (Tl или Na), nH – холловская концентрация свободных электронов. Это позво ляет установить величины интегральных сечений поглощения анионными вакансиями Sch (определение этого параметра дано в [5]) и оценить концентрацию Vch в твердых растворах n- PbSe1-xSx, легированных отклонением от стехиометрии в том случае, если проявление этих дефектов будет обнаружено в спектрах (h).


Поэтому, цель настоящей работы состояла в том, чтобы исследовать спектры оптического поглощения в твердых растворах n- PbSe1-xSx, легированных как примесью таллия и сверхстехиометрическим свинцом, так и отклонением от стехиометрии, вы явить в них полосы поглощения, связанные с анионными вакансиями, и посредством сопоставления экспериментальных данных для двух групп образцов оценить величины Nch в твердых растворах n- PbSe1-xSx, не содержащих легирующих примесей.

В экспериментах были использованы образцы с содержанием серы x=0.00 и 0.75, приготовленные металлокерамическим методом с последующим гомогенизирую щим отжигом. Все эксперименты были выполнены при T=300 К.

Некоторые экспериментальные данные показаны на рис. 1. Видно, что во всех экспериментальных спектрах присутствуют куполообразные полосы дополнительного поглощения 1 и 2, причем в n-PbSe0.25S0.75: 0.5 ат.% Tl, Pbex и n-PbSe: 0.1 ат.% Tl, Pbex, в полосе 2 наблюдается тонкая структура (две компоненты 21 и 22). В некоторых спектрах присутствует и третья составляющая – несимметричная полоса 3 с резкой красной границей.

Отмеченная особенность в проявлении полосы 2 характерна для анионных ва кансий в ХГС [5]. С тем, чтобы доказать, что полосы 1 и 2 действительно связаны с анионными вакансиями, при помощи расчета спектральных зависимостей дополни тельного поглощения add(h) было определено положение энергетических уровней, связанных с куполообразными составляющими, наблюдаемыми в экспериментальных спектрах. Методика выделения полос add из экспериментальных спектров и расчета их частотных зависимостей детально описана в [7]. Один из полученных таким образом результатов показан на рис. 1 (кривая 5, точки – эксперимент, линия – расчет).

Энергетическое положение квазилокальных полос, ответственных за появление составляющих 1 и 2 в спектрах (h) изученных твердых растворов совместно с дан ными для n-PbS, взятыми из [5], показано на рис. 2. Видно, что энергетическое положе ние квазилокальных полос не зависит от состава лигатуры. Более того, при x=0.00 по лученные результаты соответствуют данным [5] для n-Pb1-xSn(Ge)xSe (x0.03). Эти фак ты свидетельствуют о том, что полосы 1 и 2 действительно связаны с синглетным 6 и дублетным 8- термами анионной вакансии соответственно.

Поэтому для определения величин интегральных сечений поглощения анион ными вакансиями, могут быть использованы данные, полученные в сильно компенси рованных образцах. Для этой цели следует воспользоваться частотными зависимостями полос 2, поскольку полосы 1 в экспериментальных спектрах изученных твердых рас творов расположены вблизи края фундаментального поглощения. Поэтому, по причи нам, изложенным в [7], погрешности в величинах 1могут быть существенно выше, чем погрешности в величинах 2. Оказалось, что в n-PbSe0.25S0.75: 0.5 ат.% Tl, Pbex величина интегрального сечения поглощения в полосе 2 Sch2 составляет (100±37) см-1эВ, а в n PbSe: 0.1 ат.% Tl, Pbex Sch2=(25.0±11,7) см-1эВ с надежностью s=0.9. Это, в свою оче редь, позволило оценить концентрацию Vch в n-PbSe0.25S0.75, легированном отклонением от стехиометрии, величиной 6·1018 см-3, заметно большей минимальной концентрации анионных вакансий, необходимой для создания в исследованном образце электронов в количестве nH=3.25·1018 см-3 (в соответствии с [2] каждая анионная вакансия поставляет в кристалл по два свободных электрона).

Не менее интересные результаты были получены n-PbSe со смешанным легиро ванием примесью брома и сверхстехиометрическим свинцом. Спектры (h) были ис следованы в двух образцах, обладавших концентрациями свободных электронов nH, равными 7·1018 см-3 (образец A) и 1.1·1019 см-3 (образец B). Бром, привносящий в кри сталл по одному электрону на каждый примесный атом, был введен в виде соединения PbBr2 в количествах NBr, равных 6·1018 см-3 (в образец A) и 1·1019 см-3 (в образец B), за метно меньших величин nH. Очевидно однако, что наряду с бромом, в каждый из кри сталлов был введен сверхстехиометрический свинец, и что “недостающее” в каждом из кристаллов количество электронов создано собственными дефектами, порождаемыми именно сверхстехиометрическим свинцом. Это могут быть либо Vch, если сверхстехио метрический свинец располагается в узлах подрешетки металла, либо IPb, если он раз мещается в междоузлиях (согласно [2], междоузельный свинец однократно ионизован).

Важно отметить два обстоятельства. С одной стороны, минимальное количество собст венных дефектов, необходимое для создания в каждом из кристаллов дополнительной концентрации электронов, равной 1·1018 см-3, должно быть очень невелико: 5·1017 см-3, если в качестве таковых выступают Vch, и 1·1018 см-3, если недостающие электроны по рождаются IPb. С другой стороны, величины холловских концентраций электронов в этих образцах значительно превосходят величину nH для образцов, легированных от клонением от стехиометрии, находящихся на границе области гомогенности при тем пературе отжига (T=650С). Поэтому нельзя ожидать появления в них значительных концентраций собственных дефектов, ответственных за электронный тип проводимо сти.

Именно поэтому важно было независимым способом определить концентрацию анионных вакансий Nch в каждом из исследованных образцов, исходя из спектров (h).

Оказалось, что в образце A Nch находится в интервале (2.26.1)·1018 см-3, а в образце B – в интервале (1.95.4)·1018 см-3. Отметим, что даже на нижних границах указанных ин тервалов величин Nch, концентрация анионных вакансий в каждом из исследованных образцов оказывается более, чем достаточной для образования в них 1·1018 см-3 допол нительных электронов, необходимых для согласования величин nH и NBr. На этом осно вании можно считать, что ответственными за электронный тип проводимости в иссле дованных соединениях являются анионные вакансии.

В заключение следует кратко остановиться на возможной природе полос 3 до полнительного поглощения, наблюдаемых в спектрах (h) n-PbSe0.25S0.75. Для этого, прежде всего, следует сопоставить между собой данные по оптическому поглощению и результаты исследования температурной зависимости коэффициента Холла RH в образ це, легированном отклонением от стехиометрии. В этом образце амплитуда полосы достигает 600 см-1, а глубина ее залегания составляет –(0.043±0.005) эВ. Несмотря на это, в исследованном температурном интервале (77200) К величины RH=const (T). Это обстоятельство сразу же позволяет исключить связь полос 3 с любым типом точечных дефектов, в том числе и с междоузельным свинцом, сечения поглощения которыми в ХГС малы (=max/Np=2·10-17 см2 [5], здесь: max – амплитуда полосы поглощения, свя занной с точечными дефектами, Np – концентрация точечных дефектов). В противном случае величина концентрации точечных дефектов в исследованном образце оказалась бы очень высокой (Np=3·1019 см-3) и эти дефекты должны были быть обнаружены при исследовании зависимостей RH(T). Поэтому остается предполагать, что обсуждаемые полосы (3) связаны с комплексами собственных дефектов, сечения поглощения кото рыми в ХГС на два порядка выше [5].

Литература:

1. Logothetis E.M., Holloway H. Solid State Comm. 8, 1937, (1970).

2. Heinrich H. Lect. Notes in Physics. 133, 407, (1980).

3. Вейс А.Н. Материалы X Всеросс. конф по проблемам науки и высшей школы “Фундаментальные исследования в технических университетах”. С.-Петербург, 2006.

Изд. Политехнического университета, 2006, с.125-128.

4. Вейс А.Н., Леонова И.М. Материалы XII Всеросс. конф по проблемам науки и высшей школы “Фундаментальные исследования и инновации в технических универ ситетах”. С.-Петербург, 2008. Изд. Политехнического университета, 2008, с. 83-86.

5. Вейс А.Н. Научно-технические ведомости СПбГПУ. № 2, 42, (2008).

6. Чеснокова Д.Б., Камчатка М.И. Неорганические материалы. 37, 157, (2001).

7. Вейс А.Н., Рыданов А.Ю., Суворова Н.А. ФТП. 27, 701, (1993).

КВАНТОВАЯ ГРАВИТАЦИЯ В СУПЕРСИММЕТРИЧНОЙ ФИЗИКЕ БЕЗ КАЛИБРОВОЧНЫХ ПОЛЕЙ И РАСХОДИМОСТЕЙ Майков В.П.

Московский государственный университет инженерной экологии «Держу пари, что суперсимметрия будет открыта». Д. Гросс Суперсимметрия в физике раскрыта в концепции нелокальной версии термоди намики, построенной на квантово-релятивистской основе с дискретной пространно временной метрикой совместно с решением проблемы «стрелы времени» [1].

Рассматриваемая альтернативная парадигма представляется как обобщение классической равновесной термодинамики и линейной области неравновесной термо динамики совместно с введением дополнительного первопринципа, адекватно пред ставляющего термодинамику в системе современного естественнонаучного знания. Та ким физическим принципом является гипотеза о кванте энтропии, равной постоянной Больцмана – k. Этот шаг напоминает обобщение механики, возникшее сто лет назад, когда казалось, что уже почти все проблемы в физике решены. На этой основе и соот ношениях неопределенностей квантовой механики, взятых со знаком равенства, выво дится основной элемент теории – макроскопически минимальный (микроскопически максимальный) термодинамический объем (макроячейка) с радиусом r = ct, где t = / 2kT – дискретное время, зависимое, как и объем макроячейки лишь от темпера туры.

Анализ показал, что в масштабах макроячейки математические дифференциаль но малые можно трактовать физическими предельно - малыми с вычислением их зна чений.

Макроячейка обсуждаемой нелокальной версии термодинамики (НВТ) может быть представлена и описана в трех связанных микро-структурах (стратах):

a) как элементарный термодинамический цикл Карно, в котором разностью температур выступает её квантовый разброс;

б) как элементарный объемный резонатор, без привлечения калибровочных по лей;

в) как суперсимметричная система с объединением бозонов и гравитонов.

Далее перечисляются основные свойства макроячейки связанные с квантовой гравитацией, не рассмотренные в предыдущих докладах конференции 2007г. с.157 и 20008г. с. 100.

– Задание температуры фиксирует обе неопределенности в соотношениях неоп ределенностей квантовой механики, и, следовательно, принцип дополнительности Бора в НВТ не выполняется. При этом макроячейка выступает как «квантово релятивистский и классический перекресток»,что, обобщает синергетику и одновре менно относится к области, где кончается квантовая механика с проблемами «коллапса волновой функции».

– Квантовое описание макроячейки приводит к виртуальному (ненаблюдаемому) монополю и пространственному электрическому заряду, что заставляет провести кор ректировку одного из уравнений Максвелла, относящегося к магнитному силовому по лю. Это в свою очередь ведет к устранению формальных калибровочных полей и про цедур перенормировки теории, что открывает путь к реализации квантовой гравитации.

– Применение к макроячейке эйнштейновского принципа эквивалентности и метрики Минковского, приведенных к дискретной форме, позволило ввести виртуаль ные бозонные и фермионные гравитоны с массой, зависящей только от температуры.

Показано, что фермионные гравитоны ответственны за появление сил инерции, «пятая сила».

– Показано, что в НВТ проблема необратимости времени с результирующей не гэнтропийной стрелой времени и квантовой гравитацией термодинамически строго ре шается уже на уровне простейшей (линейной) неравновесности. Автор предполагает, что далеко от термодинамического равновесия может лежать область физики живого.

– НВТ прогнозирует существование двух состояний физического вакуума: из вестного светоносного (вакуумные макроячейки) и вакуума более глубокого уровня, (гравитационного) с соответствующим горизонтом событий (термодинамическое ок ружение макроячеек). На вторичном уровне, скорость взаимодействия определяется не вакуумной константой, а свойствами метрики. НВТ допускает существование торсион ных полей.

– Показано, что планковские масштабы, как основной элемент современных струнных теорий, выводятся в НВТ аналитически с использованием соотношений кван товой гравитации, как некоторый важный, но частный случай состояния макроячеек.

Современная физика приходит к фундаментальному масштабу полуэмпирически, толь ко по соображениям анализа размерностей лишь с точностью до безразмерных вели чин.

– Обобщение термодинамики позволило выйти на новую область физики – тер модинамическую космологию с термодинамическим решением всех основных задач:

сингулярности, феномена Большого взрыва, черных дыр, скрытой массы и энергии, гравитационного излучения и пр. Из термодинамической космологии следует, что Ме тагалактика с миллиардами галактик и реликтовым излучением представляет собой лишь крохотное, почти стационарное по космологическим масштабам, ядро в вечно расширяющейся и потенциально бесконечной вакуумной Вселенной. Вселенная, по мнению автора, по-видимому, самая простая из систем, которая способна существовать вечно.

Литература:

1. Майков В.П. Расширенная версия классической термодинамики — физика дискретного пространства-времени. М.: МГУИЭ, 1997.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДОВ ГОЛОГРАФИЧЕСКОЙ ИНТЕРФЕРОМЕТРИИ В МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ Арсеньева И.В., Большаков О.П., Котов И.Р.

Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова Майорова О.В.

Государственный университет информационных технологий, механики и оптики Поиск и внедрение в медицину новых физических методов исследования в на стоящее время идет, прежде всего, по пути повышения точности измерений и обеспе чения возможности прижизненных исследований. Оптическая голография, являясь оче редным этапом развития физической оптики, в значительной степени удовлетворяет этим требованиям. Такое внимание к этому методу обусловлено высокой информатив ностью, возможностью получения трехмерных изображений и отсутствием предметных связей с изучаемыми объектами.

Однако, несмотря на широкое применение голографии в неразрушающем кон троле, механике твердого и деформированного тела, в машиностроении, использование методов голографической интерферометрии для изучения биотканей имеет свою спе цифику. Так, особенность взаимодействия лазерного излучения с биологическими сис темами вызывает особые трудности вследствие сложной формы поверхности объектов, их пористости, подповерхностного проникновения излучения, деполяризации света, что требует оптимизации режимов регистрации и восстановления голографических ин терферограмм. Другая особенность медико-биологических исследований обусловлена упруго-вязкими свойствами биоткани. Высокая пластичность и низкий модуль Юнга выводят реально наблюдаемые смещения за верхнюю границу диапазона измерений, проводимых в полосах бесконечной ширины, составляющей 120-150 мкм. В работе по казано, что наиболее эффективным способом настройки интерференционных полос яв ляется использование интерферометрии сдвига в сочетании с гетеродинной интерфе рометрией. При этом нижнюю границу измеряемых смещений можно снизить до 0, мкм, верхнюю – поднять до 2 мм. Также, исследование биотканей часто сопровождает ся наклоном контролируемой поверхности. При значительных смещениях вне плоско сти интерференционные полосы становятся неразличимы на фоне шумов. Так, при смещениях поверхности более 10мкм на 1см длины проведение измерений практически невозможно. В настоящей работе компенсация наклона исследуемой поверхности про водилась посредством смещения Фурье-образов восстановленных волн с помощью ин терферометра сдвига. В работе приведены данные экспериментальных исследований.

ФИЗИЧЕСКИЕ ОПЫТЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВЕБ-КАМЕРЫ Анисимов Н.М.

Военная академия связи Анисимов А.Н.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет При модернизации учебного физического эксперимента весьма актуально при менение компьютерных технологий для измерения и последующей обработки результа тов опыта.

Решение поставленной задачи технически упростилась в связи с тем, что в по следние годы появилось новое цифровое оборудование, предназначенное для исполь зования в учебном процессе: компьютерная измерительная система «L-микро»;

цифровая лаборатория «Архимед»;

инструменты сбора и обработки информации LabVIEW, Nova 5000, LabPro и др. Наряду с датчиками температуры, электрического напряжения, силы, углового перемещения, интервалов времени и индукции магнитного поля применяют также системы «машинного зрения» и компьютерные (цифровые) микроскопы. Однако использование этих систем в учебном эксперименте затрудняется их дороговизной.

В связи с вышеизложенным, в данной работе приведены результаты исследова ния по модернизации существующих учебных физических приборов путем использо вания в них простейших веб-камер. Исследования показали, что наиболее эффективное применение нашли веб-камеры с USB-выходом при разработке лабораторных устано вок для следующих лабораторных работ курса общей физики:

• «Изучение закономерностей броуновского движения»;

• «Изучение кинетики кристаллизации анизотропии скорости роста кри сталлов»;

• «Определение величины элементарного заряда».

В первой лабораторной работе веб-камера используется для фиксации положе ния броуновских частиц за определенный промежуток времени, затем на полученных электронных кадрах находятся координаты характерных (в наибольшей степени удов летворяющих теоретическим предположениям) частиц. По координатам вычисляют ис комые параметры и строят графические закономерности (траекторию, закон Эйнштей на-Смолуховского).

Во второй лабораторной работе веб-камера используется вместе с оптическим микроскопом для снятия кинетики кристаллизации изотропных и анизотропных кри сталлов из насыщенного раствора различных солей. По координатам вершин кристал ликов в разные моменты их роста находят величину скорости роста кристаллов степень ее анизотропии.

Величину элементарного заряда определяют по результатам измерения размера катода в ходе электролиза, полученным с помощью веб-камеры и оптического микро скопа.

ГЕНЕРАТОР АЭРОИНОВ КОРОННОГО РАЗРЯДА Абрамян В.К., Сеталова И.Л., Абрамян Э.В.

Военная академия связи Отличие предлагаемой конструкции генератора аэроионов от существующих за ключается в использовании действия магнитного поля на траекторию движущегося за ряда для увеличения производительности генератора (в случае его использования в ка честве нейтрализатора статического электричества (СЭ), а также для регулирования концентрации аэроионов (в случае его использования в качестве ионизатора воздушной среды). С целью контроля концентрации аэроионов используется измерительное уст ройство с аспирационным конденсатором в качестве первичного преобразователя.

Выбор базового варианта коронирующей системы генератора «острие – соосный цилиндр» обусловлен характерным распределением напряженности электрического поля коронного разряда в межэлектродном расстоянии при различных диаметрах за кругления коронирующего острия, что позволяет с помощью потока воздуха и «элек трического ветра» увеличить вынос ионов из области вблизи некоронирующего элек трода и, тем самым увеличить производительность генератора. Максимальная произво дительность генератора обеспечивается при условии не попадания аэроионов на неко ронирующий электрод в области наименьшего значения вертикальной составляющей напряженности поля коронного разряда, что способствует максимальному выносу аэ роионов из генератора.

Следует отметить, что регулировать производительность генератора технически гораздо удобнее с помощью низкого напряжения питания оснащенного генератора аэ роионов соленоида, чем другими параметрами генератора.

Для упрощения расчетов электрических, магнитных и конструктивных парамет ров генератора пренебрегается столкновением аэроионов с другими аэроионами и ней тральными молекулами воздуха в межэлектродном пространстве (условия магнетрона).



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 8 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.