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 |   ...   | 10 | 11 ||

«3 СОДЕРЖАНИЕ ...»

-- [ Страница 12 ] --

Секция 8-9. ПРОБЛЕМЫ ИНЖЕНЕРНОГО ОБРАЗОВАНИЯ.

ЛОГИСТИКА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ УДК 535.373 + 541. Э.И. Зенькевич, Н.Р. Прокопчук, В.В. Мулярчик (Белорусский национальный технический университет, Белорусский государственный технологический университет, ОАО «Завод горного воска», Белорусский государственный концерн по нефти и химии) СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПОДГОТОВКИ КАДРОВ В ОБЛАСТИ НАНОМАТЕРИАЛОВ И НАНОТЕХНОЛОГИЙ В БЕЛАРУСИ Представлено современное определение нанотехнологии как области исследований и разработок, выделены две особенности существующей нанотехнологической отрасли в Беларуси. Предлагаются возможные пути по реализации национальной программы нанотехнологического образования.

В складывающихся условиях национального развития с инновационной активностью связывают не только будущее нашей страны, но и судьбы множества научных, образовательных и иных учреждений, промышленных объединений и в целом подавляющего числа граждан. Одним из направлений этой деятельности являются исследования и разработки в области наноматериалов и нанотехнологий, как следствие развития естественных наук и основы технологической революции XXI века [1-8].

На основании решения Европейской академии технологических исследований [9], нанотехнологии - это совокупность процессов, позволяющих создавать и изучать устройства и материалы на атомарном, молекулярном или макромолекулярном уровне с размерами 100 нм, свойства которых существенно отличаются от таковых для более крупных структур. Принципиальными свойствами наноструктр являются самоорганизация «снизу-вверх» и специфическая зависимость физико-химических характеристик таких объектов от их размеров (так называемые квантово-размерные эффекты). Эта область исследований, являясь развитием естественных наук и основой технологической революции XXI века, становится предметом фундаментальных и технологических исследований. Она включает несколько стремительно развивающихся направлений нанонауки и нанотехнологий и открывает множество перспективных приложений в наноэлектронике и нанофотонике (оптические волноводы, лазеры, фотовольтаика, вычислительные гейты в квантовых компьютерах) и нанобиотехнологиях (нанокапсулирование лекарств, фотодинамическая терапия онкозаболеваний, нанодиа-гностика, нанобиосенсорика, биомаркеры, биочипы и т.д.), связанных прежде всего с улучшением качества жизни людей.

Нанотехнологии приобретают все большую экономическую значимость, в том числе становясь глобальным фактором инновационного развития, формирования рынка изделий, товаров и услуг, включая подготовку специалистов. Так, в России в соответствии с Президентской инициативой «Стратегия развития наноиндустрии» (пр. № 688 от 24.04.2007) стремительными темпами создаются надотраслевая научно образовательная и производственная сферы с целью построения нового технологического базиса экономики страны в ближайшие 10-15 лет, а к 2012 г. планируется подготовка 100-150 тыс. специалистов в этой области [10]. Основное внимание в этом вопросе уделяется междисциплинарному характеру подготовки, где вместе с общим уровнем знаний для всех традиционных специальностей (физики, химики, материаловеды, электронщики и т.д.) требуется профессиональная компетенция в междисциплинарных исследованиях и, безусловно, в области квантово-размерных эффектов.

Применительно к Беларуси также требуется адекватная реакция в виде принятия срочных мер по развитию специального образования в области нанотехнологий. При этом необходимо учитывать две особенности существующей нанотехнологической отрасли науки и промышленности. С одной стороны, в нашей республике уже шестой год действует национальная программа «Нанотехнологии и наноматериалы» с ежегодным бюджетом около $1 млн. (учреждения НАН Беларуси, Министерства образования, Министерства здравоохранения в форме заданий по различным программам и отдельных проектов). Продвигать достижения белорусских ученых помогает и действующая с 2010 года – совместная программа НАН Беларуси и Российского космического агентства «Нанотехнологии Союзного государства» По данным организации Tomson Scientific, по совокупному цитированию Беларусь занимает в области нанокристаллов 20-е место, фотоники в целом – 16-е место, а в области фотонных кристаллов – 6-е место в мировом рейтинге [7]. Таким образом, в республике существует устойчивая тенденция по развитию фундаментальных и прикладных исследований, а также инновационных разработок, связанных с созданием новых нанотехнологий и наноматериалов, что обусловлено высоким уровнем развития науки в целом, наличием высокотехнологичных, наукоемких производств, сохранившимися плодотворными связями с учеными стран ближнего и дальнего зарубежья, где нанотехнологическое направление интенсивно финансируется и развивается. С другой стороны, в Беларуси к настоящему времени не сформирована целостная система передачи полученных научных результатов от ученых к промышленности, а также система подготовки и переподготовки кадров, которые обеспечили бы опережающее развитие нанотехнологического направления (в науке, технике, технологии) и быстрое внедрение результатов этого развития в хозяйство республики. С учетом этих факторов представителями Министерства образования и Национальной академии наук Беларуси подготовлен Проект «Концепция развития и освоения нанотехнологий и наноматериалов в Республике Беларусь» (2011 г.) [8].

Реализация предложенной концепции должна позволить выйти на основные показатели, предусмотренные в Стратегии технологического развития Республики Беларусь на период до 2015 года, утвержденной Постановлением Совета Министров Республики Беларусь 01.10.2010 № 1420.

Процесс нанообразования в Беларуси не стоит на месте, однако решение этой проблемы носит пока не связанный и не сбалан-сированный характер. Как известно, в «нано-» различают такие понятия как нанонаука, нанотехнологии и наноинженерия. Нанонаука занимается фундаментальными исследованиями свойств наноматериалов и явлений в нанометровом масштабе, нанотехнология – созданием наноструктур, наноинженерия – поиском эффективных методов их практического использования. Кадры высшей научной квалификации в области нанотехнологий и наноматериалов – докторов и кандидатов наук, сегодня готовят в университетах и организациях НАН Беларуси исключительно для собственного использования. Вместе с тем следует признать, что на данном этапе подготовка инженерных и научных кадров в области нанотехнологий и наноматериалов в республике находится в начальной фазе. При этом акцент должен быть направлен на мультидисциплинарное фундаментальное образование, для чего необходимо создание оригинальных спецкурсов, спецпрактикумов, магистерских образовательных программ. Наиболее полно эта задача решается в БГУИР по подготовке специалистов для электроники (инженеры, магистры, кандидаты и доктора наук). Начата подготовка инженеров и в БНТУ – в рамках специализации «Микро- и наносистемная техника». Требует дополнительного развития начатая в БГУ подготовка специалистов в области нанобиофизики. Актуальна отсутствующая пока в республике подготовка специалистов для химического, текстильного, машино- и приборостроительного производств, сельского хозяйства, а также для фармацевтики, медицины и экологии.

Таким образом, можно полагать, что основные функции вузов республики, способных проводить научно образовательную и инновационную деятельность в сфере наноиндустрии, должны быть ориентированы на решение двух взаимосвязанных задач:

интеграция научной и образовательной деятельности на всех уровнях высшего и послевузовского профессионального образования с целью выполнения исследований и разработок, соответствующих мировому уровню;

обеспечение взаимодействия с академическими и отраслевыми секторами науки, включая привлечение ученых и специалистов к образовательной деятельности.

Все это в целом должно способствовать решению стратегической задачи – созданию национальной программы обучения в тех областях наноиндустрии, которые развиваются в республике, с целью формирования единой технологической культуры нового поколения и подготовки необходимого количества дипломированных специалистов различного уровня.

В заключение, в докладе рассматривается один из возможных конкретных примеров такого комплексного подхода в области нанотехнологий: получение методом электроспиннинга искусственных полимерных органических и неорганических нановолокон, обладающих большой удельной площадью поверхности, что чрезвычайно важно для биомедицинских и промышленных применений (рис.).

Рис. Технология Nanospider™ АСМ нановолокон из биополимеров Такой подход предпринят при согласованной кооперации ученых (Белорусский национальный технический университет – физика нанокомпозитов и квантово-размерные эффекты, Белорусский государственный технологический университет – химия полимеров, Институт физики им Б.И. Степанова Национальной академии наук Беларуси – физико-химия и спектроскопия полимерных волокон и пленок) и представителей производственных структур (Чешская компания «Elmarco» – выпуск промышленного оборудования по производству полимерных нановолокон методом «Nanospider» – электростатического процесса формирования волокон без использования жиклеров;

ОАО «Завод горного воска» концерна «Белнефтехим» – приобретение, размещение и эксплуатация лабора-торной установки NS Lab 200 по получению нановолокон, проведение научно-исследовательских и опытно-промышленных работ).

Список литературы 1. Graphene-based polymer nanocomposites. / J.R. Potts [et al.] // Polymer, 2011. – 52. – pp. 5-25.

2. Nano- and Biocomposites / Lau A.K., Hussein F. Eds. //. CRC Press: USA. 2009. – 235 p.

3. Carbon nanotube-polymer composites. / Z. Spitalsky [et al.]. // Progress in Polymer Science. 2010. – 35. – pp. 357-401.

4. Nanoscale optoelectronic switches and logic devices. / S. Gawda [et al.] // Nanoscale. – 2009. – 1. – p. 299-316.

5. Electrospun nanomaterials for ultrasensitive sensors. / B. Ding [et al.] // MaterialsToday. – 2010. – 13. – No 11. – p. 6-20.

6. Zenkevich, E.I. Photoinduced relaxation processes in self-assembled nanostructures: multiporphyrin complexes and composites «CdSе/ZnS quantum dot-porphyrin». / E.I. Zenkevich, C. von Borczyskowski // Multiporphyrin Arrays: Fundamentals and Applications (D. Kim, Ed.) Pan Stanford Publishing Pte. Ltd. – Singapore. – Chapter 5. 2011. – pp. 217-288.

7. Гапоненко, С.В. Нанофотоника: состояние и перспективы. / С.В. Гапоненко. // Наука и инновации. – 2009. - № (71). - С.14-16.

8. Концепция развития и освоения нанотехнологий и наноматериалов в Республике Беларусь на период 2012-2015 гг.

(Минобр. РБ, НАН Б) (2011).

9. TheRoySoc. Nanoscience and Nanotechnology. The Royal Society and The Royal Academy of Engineering. (2004) - URL http://www.nanotec.org.uk/ final/.

10. Иванов, А. Профессионально-ориентированное кадровое обеспечение наноиндустрии. / А. Иванов // Наноиндустрия. – 2009. – № 4. – С. 76-81.

The recent definition of the nanotechnology as an area of the research and engineering is presented, two features of the existing nanotechnological branch in Belarus are picked out. Some possible ways for the realization of the national program of the nanotechnological education are proposed.

УДК 535.373 + 541. О.С. Киселевский, В.А. Лодня, Г.Т. Подгорнова (Белорусский государственный университет транспорта) ИННОВАЦИОННЫЕ МЕТОДИКИ ПРЕПОДАВАНИЯ ГРАФИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН В ТЕХНИЧЕСКОМ ВУЗЕ Изложены основные направления совершенствования форм преподавания инженерной графики, принятые в качестве приоритетных на кафедре «Графика» Белорусского государственного университета транспорта.

Введение. Начертательная геометрия обычно рассматривается как теоретическое обоснование способов построения изображений плоских и пространственных фигур. Преподавание элементов теории построения изображений при правильной методике обучения является важным средством формирования и развития пространственных представлений. Общепризнанное значение курса начертательной геометрии можно сформулировать в трёх основных направлениях:

- изложить теоретические основы курса технического черчения;

- ознакомить с методами решения некоторых технических задач;

- способствовать развитию пространственного воображения.

Если первое положение является консервативным и исчерпывающе отражено в вузовских программах начертательной геометрии, то вторые два значительно отстают от темпов развития современных требований и к уровню инженерного образования, и к квалификации дипломированного специалиста. В первую очередь из-за отсутствия инициативы со стороны преподавателей и методистов, направленной на совершенствование и расширение средств преподавания этого предмета, в последнее время всё чаще возникает вопрос о целесообразности существования самого курса начертательной геометрии в полном традиционном объёме. Мы подчёркиваем необходимость реформирования курса начертательной геометрии, но также отмечаем, что на данном этапе сокращение учебного курса чревато падением уровня инженерной грамотности специалистов, опирающейся в первую очередь на развитое пространственное воображение.

Вместе с тем требования рынка и усиление конкуренции обуславливают необходимость формирования новой идеологии подготовки инженерных кадров. Безбумажная графическая подготовка должна стать основой сквозной подготовки современных специалистов. Эта необходимость диктуется особенностями, присущими работе в едином информационном пространстве по выпуску технической документации, с базами графических данных, работе с параметрическими моделями и т.д.

Компьютерная реализация методов начертательной и аналитической геометрии направлена на освобождение инженеров от выполнения рутинных и детерминированных действий, на предоставление разработчику новых творческих возможностей по трехмерному реалистичному моделированию.

В связи с перечисленными концепциями мы предлагаем своё видение совершенствования методики преподавания инженерной графики по трём приоритетным направлениям:

- развитие у студентов пространственного воображения;

- развитие графических способов решения прикладных задач;

- переход к проектированию с использованием 3D моделей.

Развитие пространственного воображения. В идеале развитие пространственного воображения должно предусматриваться программой средней школы. Тогда в вузовском курсе начертательной геометрии излагались бы только формальные методы решения задач без упора на предметные ассоциации. К сожалению, во многих школах сохраняется посредственное отношение к этому предмету. Кроме того, изучение черчения в седьмом классе нам кажется неэффективным. Анализ успеваемости студентов показывает, что стабильно хорошими знаниями и навыками обладают студенты, которые, будучи школьниками, являлись слушателями курсов довузовской подготовки. В последние годы школы отказались от такой системы работы. Поэтому восполнением пробелов среднего образования приходится заниматься высшей школе.

В 2011-2012 учебном году перед началом учебного года при кафедре «Графика» были организованы трехдневные курсы для всех желающих первокурсников. Экспресс-программа трёхдневных подготовительных курсов была поделена на 3 занятия по 6 академических часов с периодичностью 1-2 дня. Содержание программы в первую очередь было нацелено на развитие навыков владения чертёжными инструментами, представлений о пространственных формах геометрических примитивов, их артефактов в природе, быту и технике, их отображении на плоскость при прямоугольном проецировании.

По окончании работы курсов было проведено анкетирование слушателей, где они в основном положительно оценили эту учебу. Многие только на этих курсах ознакомились с правилами работы чертежными инструментами, с построением изображений.

Учитывая полученный опыт, для рационального использования учебного времени, было подготовлено пособие (рисунок 1). Пособие выполнено в виде рабочей тетради (прописей), в которой наряду с объяснением материала, предложены условия заданий с чистым пространством на странице для их выполнения.

Графические способы решения прикладных задач. Практика преподавания графических дисциплин показывает, что очевидность связей геометрического пространственного представления с реальными техническими объектами и процессами вызывает недоумение не только у студентов. Иными словами, всё чаще можно встретить соображения о том, что начертательная геометрия превращается в мёртвую дисциплину, отрешённую от реальности. В качестве возражений против этого распространённого мнения на дополнительных факультативных занятиях, а также в рамках НИРС на нашей кафедре студентам предлагаются уникальные методики графического решения различных технических задач, опирающихся, в первую очередь, на междисциплинарный подход.

Рис. 1. Разворот учебно-методической рабочей тетради, знакомящий студентов с примерами геометрических примитивов в быту и технике и предлагающий изобразить примитивы в трёх проекциях а) б) в) Рис. 2. Результаты студенческих НИР на тему радиолокации источника сигнала (а), решения задачи статического контакта фрактальных поверхностей (б) и анализа газодинамических процессов в полости впускного канала (в), выполняемых на кафедре “Графика” Наряду с такими, само собой разумеющимися, прикладными значениями начертательной геометрии, как геометрия режущего инструмента (для механических специальностей), свойств и применения параболоида и цепной линии в архитектуре (для строительных специальностей), геометрические объекты и методы находят применение в таких неожиданных сферах, как системы приёма и передачи информации (эллипсоиды и параболоиды вращения), радиолокация и пеленгация источников излучения (гиперболоиды вращения) (рисунок 2). Это лишь частные примеры применения методов начертательной геометрии.

Такой дифференцированный подход, по нашему мнению, в наибольшей степени оправдан. Ведь, согласно известному закону Парето, именно те самые 10 % интересующихся и успевающих студентов в дальнейшем дают 90 % требуемого от образования результата.

Примерами эффективности индивидуальной работы могут служить II место в командном и I место в личном первенстве студентов нашего вуза на Олимпиаде стран СНГ по начертательной геометрии в 2011-м году, диплом III степени на конкурсе студенческих научных работ за исследования “Инженерный анализ газодинамических процессов в полости впускного канала головки цилиндров дизельного двигателя” выполненные студентом на непрофильной общеобра-зовательной кафедре «Графика».

Проектирование с использованием 3D моделей. В БелГУТе обучение 3D моделированию ведется на базе курса машинной графики в объеме 34 часов (17 лабораторных работ) вне зависимости от специальности. При ограниченном бюджете времени внедрение технологий 3D моделирования с использованием пакетов «высшего уровня» таких как Pro/E, Catia, Unigraphics становится проблематичным.

После анализа факторов, влияющих на применение конкретной CAD/CAM-системы, был сделан вывод о применении двухступенчатого подхода к преподаванию машинной графики. На первом этапе студенты заняты выполнением “плоских” чертежей с использованием системы Autodesk AutoCAD. Причиной тому – чрезвычайная распространенность этого пакета в машиностроительной отрасли и предприятиях транспорта. На втором этапе производится создание 3D моделей с помощью системы Autodesk Inventor, которая является логическим продолжением AutoCAD, основана на одном ядре геометрического моделирования и как следствие имеет сходный интерфейс и командную систему. Таким образом, наряду с отработкой методов создания 2D чертежей происходит осмысление особенностей конструкции и выяснение студентом проблемных мест, которые в дальнейшем необходимо проанализировать в 3D модели.

Последней стадией выступает создание 3D модели механизма в сборе с налаживанием кинематических зависимостей и степеней свободы и генерирование по нему плоского адаптивного сборочного чертежа согласно требованиям ЕСКД. Данный подход при изучении машинной графики во многом позволяет ликвидировать пробелы в области изучения инженерной графики, развивать у студентов навыки реального проектирования и интегрировать их в технологии создания и анализа цифровых моделей реальных объектов. Максимальная эффективность применения технологий проектирования и анализа цифровых моделей систем может быть достигнута только при изучении их на протяжении всего курса «Инженерная графика» с одновременным увеличением количества учебных часов.

In this article, we present the main directions for improving the forms of teaching technical graphics, adopted as the priorities at the department of graphics at Belarusian State University of Transport.

УДК 378.1: А.С. Ключников, Ю.М. Чирвоная (Витебский государственный университет имени П.М. Машерова) СОДЕРЖАНИЕ И ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ КАФЕДРАЛЬНОГО УЧЕБНОГО КЕЙСА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ФИЗИКОВ-ИНЖЕНЕРОВ Излагается практический опыт работы авторов в реализации учебного плана специальности 1-31 04 01 (Физика по направлениям) выпускной квалификации «Физик-инженер».

Научно-технологический прогресс на основе экономики знаний востребовал специалистов университетского профиля, имеющих выпускное резюме, адаптированное к наукоемким технологиям. С этой целью применительно к запросам научно-производственных и промышленных предприятий Витебского региона физический факультет Витебского государственного университета сформировал учебный план вышеуказанной специальности и квалификации. Его реализация в части дисциплин специализации осуществляется профессорско-преподавательским составом кафедры инженерной физики. Образовательные стандарты и типовые учебные планы подготовки специалистов, как правило, дифференцируют их структуру на блоки гуманитарных, общепрофессиональных и специальных дисциплин. Нам представляется, что такое деление при их реализации следует считать несколько условным. Если трудно себе представить, что преподаватели гуманитарных дисциплин могут давать знания по общепрофессиональным и специальным дисциплинам, то обратное вполне возможно. Профессорско-преподавательский состав специальных дисциплин и особенно дисциплин специализаций, в значительной степени дополняемый профессионалами реального сектора экономики, могут внести решающий вклад в гуманитаризацию учебного процесса и через него в гуманитаризацию общества [1]. Для реализации этого тезиса имеются реальные возможности у преподавателя использовать свой практический опыт работы над научными проблемами из области управления, медицины, экономики, в сфере гуманитарных и культурно-бытовых услуг, физико-химических, биологических и психологических проблем, а также из других областей наукоемких технологий, включая информационные. По общему объему учебных контактов со студентами преподаватели данных дисциплин (специализаций) имеют преимущество перед гуманитариями за счет курсовых и дипломных работ, совместной научной работы, учебной и производственной практики.

Отличительной особенностью подхода авторов к данной проблеме является комплексное использование всего спектра дисциплин учебного плана, включая блоки социально-гуманитарных и общеобразовательных дисциплин для формирования современного выпускного резюме молодого специалиста. К его основным компонентам авторы относят [2]:

1. Уровень подготовки по дисциплинам физико-математического профиля, информатике и иностранным языкам.

2. Глубину изучения дисциплин социально-гуманитарного блока учебного плана как основы в области профессиональных контактов, коммуникаций и психологии деловых отношений как основы карьерного роста.

3. Степень изучения общепрофессиональных дисциплин применительно к выбираемому профилю специализации в рамках избранной специальности и выпускной квалификации.

4. Профессиональные навыки и умения, полученные в процессе изучения дисциплин специализации, практик, научной работы дипломного проектирования.

5. Сквозной обобщенный рейтинг студента по принятым в вузе (на факультете) критериям (показателям) учебы, общественной и культурно-массовой деятельности от первого до выпускного курса.

Реализация первых трех компонент резюме осуществляется за счет тесного контакта преподавателей спецдисциплин выпускающей кафедры с преподавателями кафедр социально-гуманитарного и общеобразовательного блоков учебного плана.

Для успешного формирования четвертой компоненты резюме необходимо, чтобы квалификация преподавателей спецдисциплин соответствовала местам будущей работы выпускников. Также формируется магистратура и аспирантура кафедры, а специалисты предприятий привлекаются к руководству практикой, курсовым, дипломным проектированием. Учебные программы дисциплин специализации разрабатываются с их участием, допускается внесение перспективных направлений развития предприятия в программы учебных дисциплин общепрофессионального блока.

Не менее, а скорее всего более важен сложный процесс формирования корпоративной культуры коллектива как в суженном (преподаватели и специалисты предприятий), так и в расширенном составе с учетом обучаемого контингента студентов. Наш подход к этой проблеме начинается с первых контактов преподавателей со специалистами предприятия, позволяющих формулировать проблемы подготовки нужных кадров и перспективы его научно-производственного и экономического развития. Затем дорабатываются учебные программы, формируется потенциальный кадровый состав для их реализации и составляется перспективный план подготовки специалистов.

Из сформированного кадрового состава часть преподавателей обучается в аспирантуре, одновременно участвуя в научных исследованиях прикладного характера на предприятии и одновременно в учебном процессе.

Первые контакты студентов с преподавателями, осуществляющими учебный процесс по дисциплинам специализации, начинаются с 3-го курса вначале в форме познавательных экскурсий, встреч со специалистами и руководством предприятий. Затем выстраивается непрерывная научно-производственно-образовательная цепочка «кафедра-предприятие», в которой находятся преподаватели, аспиранты, магистранты, студенты и коллектив предприятия. Узловыми звеньями в ней являются выпускники кафедры и аспиранты, ведущие научные исследования и их практическую реализацию на предприятии и на кафедре.

Важным моментом является расположение студентов в цепочке снизу вверх с 3-го до выпускного курса, тематика курсовых и дипломных работ которых формируется по проблемам диссертационных работ магистрантов (аспирантов) и в интересах предприятия. Динамично реализуя этот процесс при непосредственном участии преподавателей, аспирантов, студентов в деятельности предприятия, вырабатывается общая корпоративная культура, отличающая этот творческо-производственный и одновременно научно-учебный коллектив от других. Преемственность тематики курсовых работ и переход к выполнению магистерских и кандидатских исследований, заканчивающихся внедрением результатов в реальном секторе экономики – наша цель.

Для информационно-методического обеспечения созданной структуры создается корпоративная локальная сеть с центральным и распределенными сайтами участников процесса - от неформального и делового общения до учебных занятий с применением дистанционных технологий. Структурно это сайт, являющийся по сути информационно-учебным, состоит из следующих основных компонентов:

презентационный блок с информацией о кафедре, учебных занятиях, образовательных программах, практиках, новостях;

информационный блок для скачивания учебных материалов по специальным предметам и дисциплинам специализации;

интерактивные элементы, в том числе обратная связь, поиск, форумы для делового и неформального общения;

система аутентификации пользователя (авторизация) и т.д.

Повседневная учебно-методическая и научно-исследовательская работа кафедры, в результате которой и формируется пятая (основная) компонента резюме выпускника реализуется поэтапно:

на этапе изложения дисциплины «Введение в специальность (специализацию)» необходимо сформулировать принципы и убедить студентов в решающем значении самостоятельной работы над учебными программами изучаемых дисциплин на основе информационно-электронных ресурсов;

в процессе учебы им необходимо выполнять в рамках студенческих научных кружков разработки не только научно-теоретических проблем, но и под руководством преподавателей участвовать в создании учебно методических и тест-контролирующих пособий по дисциплинам специализации, закрепленных за кафедрой;

постоянно следовать за развитием уровня телекоммуникационных систем, информационных технологий и особенно их проникновением в технологию будущих профессий и вместе со своими научными руководителями приобретать практические навыки при выполнении курсовых и дипломных работ;

создавать на электронных носителях учебно-методические материалы (программы, задания, тесты) по дисциплинам учебного плана для соответствующего семестра обучения;

в процессе занятий обсуждать проблемы и перспективы их развития (решения) по изучаемой дисциплине;

использовать разработанные учебно-методические пособия как качественно новую форму учебных занятий, использующую активно-дискуссионную форму изложения материала и общение между преподавателями и студентами.

Возможности глобальной сети Интернет позволяют дополнять и корректировать методические пособия как во время учебы, так и в процессе послевузовской профессиональной работы по специальности, а разработка электронных методических пособий предусматривает их организацию в соответствии с уровнями образования на основе общегосударственного компонента. В этих условиях электронные средства поддержки любой учебной дисциплины целесообразно строить в виде учебно-методического комплекса (УМК), понимаемого как объединение программно-технических и учебно-методических средств, обеспечивающих совокупность образовательных ресурсов и услуг (организационных, методических, теоретических, практических, консультационных и пр.), необходимых и достаточных для самостоятельного изучения дисциплины.

Предметные учебно-методические комплексы включают:

полный учебный план;

аннотированную рабочую программу по каждой дисциплине, электронный вариант конспекта лекций с методикой изучения или перечень изучаемых вопросов со ссылками на учебно-методическую литературу, методические задания к практическим занятиям, тестовые задания и упражнения для самопроверки по разделам курса, методические указания к выполнению курсовой работы с вариантами заданий.

Выдача электронно-информационных материалов и вышеуказанная форма проведения комплексных лекционно-практических семинаров и консультаций с использованием контактного информационно-тестового контроля знаний позволяет существенно повысить качество занятий и наиболее объективно оценить степень их усвоения студентами.

Список литературы 1. Ключников, А.А. Гуманитаризация образования и науки в технократическом бизнесе / А.А. Ключников, Д.Ф.

Карелин, А.С. Ключников // Вести института предпринимательской деятельности. – Минск.– 2011. – №1 (4). – С. 4-8.

2. Ключников, А.С. Структурно-содержательное сравнение профессионального образования в Беларуси и Чехии / А.С. Ключников, И.И. Пинчук, Ю.М. Чирвоная // Вестник Витебского государственного университета. – Витебск, 2011. – № 6 (66). – С. 96- This paper describes the authors' experience in the implementation of curriculum specialty 1-31 04 01 (Physics for directions) graduation skills "physicist-engineer."

УДК 378. В.Н. Комар (Гродненский государственный университет имени Янки Купалы) ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ИЗУЧЕНИИ КУРСА ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ СТУДЕНТАМИ ИНЖЕНЕРНЫХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ Затронута важная для современного инженерного образования проблема обучения студентов инженерных специальностей таким академическим компетенциям, как умение работать самостоятельно и быть способным выдвигать новые идеи.

В соответствии с образовательными стандартами Республики Беларусь, одним из основных требований к академическим компетенциям, предъявляемым к выпускникам высших учебных заведений (ВУЗов) инженерных специальностей, является умение работать самостоятельно и быть способными выдвигать новые идеи. Поэтому, формирование творческих и исследовательских навыков у студентов становится сегодня важнейшим фактором технологического развития страны.

Сегодняшнее мировое цивилизованное сообщество во многом базируется на информационных и телекоммуникационных технологиях. Под влиянием процесса информатизации складывается новая структура информационное общество. Активное внедрение технологий информатизации в современном обществе не может не касаться системы образования. Поэтому, использование достижений информационных и телекоммуникационных технологий в образовании является важной составляющей новой государственной образовательной парадигмы [1] и открывает путь для создания максимально благоприятных условий для саморазвития личности, раскрытия творческого потенциала студентов и учащихся.

Однако, как показывает опыт, применение информационных и телекоммуникационных технологий само по себе не приводит к существенному повышению эффективности образовательного процесса. Необходимы новые методы и технологии, которые могли бы заинтересовать обучающихся. Как показывает практика, наиболее часто этого можно добиться внедрением в образовательный процесс элементов обучения, которые позволяют студенту самому «творить» в процессе обучения. Именно поэтому так популярны у молодежи различные компьютерные игры, в которых для играющего есть творческий выбор для дальнейшего развития событий в игре. Привнесение таких элементов творчества в процесс обучения, на наш взгляд, и является одним из факторов, которые могут увлечь студента, сделать для него процесс обучения интересным и познавательным.

Использование компьютерных имитаторов в процессе обучения позволяет открыть такие возможности для студентов, особенно если при их использовании ставятся задачи исследовательского характера и конечные результаты, которые должны быть получены студентом в процессе выполнения такой работы, не совсем очевидны для студента.

При подготовке студентов по предмету «Электротехника, электрические машины и аппараты» для студентов второго и третьего курсов инженерных специальностей факультета инновационных технологий машиностроения, в Гродненском государственном университете имени Янки Купалы при разработке заданий лабораторного практикума по электротехнике значительное место отводится постановке лабораторных работ с помощью компьютерных имитаторов. Такие лабораторные работы выполняются тогда, когда навыки работы с реальными приборами студентами уже получены. В частности для проведения контролируемой самостоятельной работы. Наряду с написанием отчетов, рефератов, решением задач по изученному материалу, студентам предлагается проведение «научного» эксперимента с помощью компьютерных имитаторов, которые имитируют реальные установки с протекающими в них электрическими процессами. При этом студенты могут не только выполнить лабораторной задание, но и, при желании, провести свои эксперименты при помощи программы, эмитирующей реальные процессы, протекающие в электрических цепях постоянного или переменного тока [2].

В настоящее время имеется значительное количество компьютерных программ, позволяющих моделировать работу электрических и электронных схем и анализировать происходящие в них процессы, создавая различные имитаторы. Это прежде всего:

- Electronic Work Bench 5.12, программа, предназначенная для моделирования работы любых электронных устройств, от самых простых до сложных. В своем наборе инструментов имеет все необходимые измерительные, логические элементы, цифровые микросхемы. Можно подавать на элемент любой цифровой сигнал;

- программа Multisim компании Electronics Workbench, при помощи которой могут строиться различные схемы и возможно проведение различных типов их анализа;

- программа Micro-Cap, при помощи которой возможно компьютерное моделирование цифровых устройств от простейших логических элементов до микропроцессора;

- программа PSPICE определяет промышленный стандарт программ-имитаторов и является популярным пакетом моделирования для Windows. Она позволяет производить визуальное моделирование электронных схем и анализировать их работу;

- Crocodile Technology 3D объединяет в себе электронный проект, программирование PIC, механизмы 3D и моделирование 3D PCB. Technology 3D - 3D симулятор электронных цепей, с помощью которого можно разработать принципиальную электрическую схему устройства, монтажную плату под него и т.д.

Перечисленные программы имеют свои достоинства и недостатки с точки зрения применения их для создания имитаторов лабораторных работ. Нами, для создания компьютерных имитаторов макетов лабораторных работ используются имитаторы на базе программы LabVIEW, которые позволяют, прежде всего, визуально имитировать макеты реальных приборов и проведение с их помощью измерений. При помощи таких имитаторов студенты инженерных специальностей получают возможность выполнять различные задания, связанные, например, с проведением измерений, расчетом погрешностей измерений, обработкой результатов измерений и т. д., без использования реальных инструментов. Работая с такими имитаторами при помощи локальной университетской сети, студенты сами могут оценить полученные ими результаты и, при необходимости, попытаться самостоятельно решить возникшие проблемы или обсудить их с преподавателем при защите выполненной работы. Кроме того, такие лабораторные работы могут использоваться при подготовке заданий для студентов-заочников, для выполнения заданий в дистанционном режиме.

Таким образом, лабораторный практикум с использованием компьютерных имитаторов, на наш взгляд, позволяет привить студенту навыки самостоятельной работы, а значит, открывает дорогу к творчеству будущего специалиста.

Список литературы 1. Кречетников, К.Г. Проектирование креативной образовательной среды на основе информационных технологий в вузе / К.Г. Кречетников. – М.: Госкоорцентр, 2002. – 296 с.

2. Комар, В.Н. Организация систем контроля самостоятельной работы студентов. / В.Н. Комар, Л.В. Кропочева // Инновационные технологии организации обучения в техническом вузе: на пути к новому качеству образования: материалы Международной научно-методической конференции, г. Пенза, 13-15 апреля 2010 г.

This article describes important for modern engineering education problem learning skills of students of engineering specialties to work independently and be able to put forward new ideas.

УДК 658 (075) И.А. Небыков, О.В. Юрова, Д.В. Моисеева (Волгоградский государственный технический университет) ПРОБЛЕМЫ ПОДГОТОВКИ КОМПЕТЕНТНЫХ СОТРУДНИКОВ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ Раскрыта проблематика подготовки кадров промышленного предприятия, определены цели и задачи вузов и HR-служб промышленных предприятий в становлении компетентых сотрудников.

На сегодняшний день практически все промышленные предприятия испытывает острую потребность в персонале, умеющем адаптироваться в реальных условиях организации в соответствии с особенностями ее производственной деятельности, корпоративной культуры и кадровой политики, способном к самостоятельному и грамотному решению управленческих задач, т.е. обладают профессиональными и социальными компетенциями. Найти на рынке труда высококвалифицированного специалиста полностью готового приступить к работе практически невозможно. Из-за ряда объективных причин уровень подготовки современного молодого специалиста, не всегда отвечает потребностям предприятий. Поэтому система профессиональной подготовки компетентных сотрудников является обязательным элементом эффективного HR-менеджмента промышленного предприятия.

Прежде необходимо определиться с тем, чем же занимаются HR-менеджеры. Согласно исследованию, проведенному компанией «Hi-Tech Group», самая распространенная миссия среди HR-служб: подбор и обучение персонала, а также кадровое делопроизводство. В большинстве компаний рекрутинг занимает чуть меньше половины рабочего времени HR-менеджеров [1].

Перед HR-службой промышленного предприятия стоит гораздо больше качественных, а не количественных целей. А достижение качественных целей всегда отсрочено во времени. Например, затраты на обучение не дают немедленной отдачи, но в долгосрочной перспективе выигрывают компании имеющие высококвалифицированный и компетентный персонал. Критериями эффективности работы HR-менеджмента является уровень лидерства в компании и вовлеченность персонала в работу [2].

Основной задачей HR-службы является обеспечение промышленного предприятия высококвалифицированными специалистами. Причем специалисты должны обладать не только знаниями, но и готовностью брать на себя ответственность, а также понимать и разделять ценности и стремления компании.

Становление компетентного специалиста процесс очень сложный и длительный, на который влияет большое количество факторов. Специалисты HR-службы должны иметь очень высокий уровень теоретической подготовки и большой практический опыт, чтобы сформировать на предприятии среду, благоприятствующую развитию компетенций персонала. Создание эффективной системы профессиональной подготовки компетентных сотрудников является одной из главных задач HR-менеджмента.

Базовые компетенции приобретаются в ходе получения образования. Требование большинства предприятий – наличие высшего образования у соискателей или стремления его получить. За последнее десятилетие резко выросло количество выпускников вузов. Но, к сожалению, уровень подготовки специалистов в вузе не всегда отвечает потребностям предприятий. Образование всегда отстает от потребностей развивающегося общества. Инерционность образования порождает обязательный этап признания нового знания, его переработки в содержание нового обучения, переподготовку преподавателей.

Для повышения качества образования в новых образовательных программах был реализован комптентностный подход. При компетентностном подходе знания, почерпнутые из учебников и разнообразных носителей информации, не просто накапливаются, часто избыточно и быстро устаревая, а формируются новые знания и навыки их применения для решения будущих профессиональных проблем. Компетентностный подход – это приоритетная ориентация на обучаемость, самоопределение, самоактуализацию, социализацию, развитие индивидуальности, которые являются векторами образования нового поколения [3, с. 5]. Программы обучения ориентированы на получение обучающимися новых профессиональных и специальных компетенций, определяемых при участии работодателей, обеспечивающих пригодность выпускников к трудоустройству и способность самостоятельно наращивать знания, расширять профессиональный кругозор [4, с. 303].

Отдельно хочется подчеркнуть, что на сегодняшний день в России существует реальная возможность получить высшее образование бесплатно. вузы стараются реагировать на запросы рынка труда и постоянно предлагают новые специальности. Кроме того, успешно функционируют программы подготовки по сокращенным программам, ориентированные на выпускников средних профессиональных учреждений.

Реализация компетентностного подхода в образовании не возможна без тесного взаимодействия с предприятиями. Специалисты HR-служб должны стать посредниками между предприятиями и ВУЗами.

Социально ориентированные предприятия, заинтересованные в компетентных специалистах, должны сформировать свои требования к базовым компетенциям, которые они хотят видеть в своих будущих сотрудниках. Для обмена этой информацией прекрасно подходит формат конференции. В ходе конструктивного диалога будут сформированы и реализованы программы подготовки специалистов, отвечающие современным требованиям.

Следующей точкой соприкосновения HR-служб предприятий и вузов в профессиональной подготовке компетентных сотрудников может стать организация стажировок преподавателей на предприятиях, направленных на приобретение навыков практической работы. Изучение деятельности успешных предприятий способствует моделированию перспективной практики, с которой столкнуться молодые специалисты на своих рабочих местах.

Специалисту, особенно молодому, бывает очень трудно включиться в работу, во-первых, из-за сильного различия установленной практики ведения дел на разных предприятиях, во-вторых, из-за разрыва между теорией и практикой современного бизнеса и производства. Для преодоления этих разрывов и эффективного вхождения в коллектив HR-службой должна быть организована система адаптации новых сотрудников, т.е.

система приспособления потребностей и ценностей сотрудника к требованиям, предъявляемым к нему организацией в соответствии с ее стратегическими целями.

Основную роль в становлении высококвалифицированного компетентного работника играет наличие хорошо продуманной, динамично развивающейся и гибко реагирующей на изменение внешней среды системы профессиональной подготовки на предприятии. Исследования показали, что компании с высокой производительностью труда фокусируются не на фонде оплаты труда, а на обучении персонала и не упускают из вида развитие кадрового резерва [5]. Практика успешных предприятий доказывает, что если вкладывать ресурсы в талантливого перспективного выпускника вуза, то через несколько лет эти усилия будут оправданны.


Кроме того, растить людей в собственной компании оказывается эффективнее, чем искать на стороне.

Эффективная система профессиональной подготовки должна включать как внутреннее, так и внешнее обучение.

Внутреннее обучение направлено на передачу работникам информации о текущем состоянии дел в компании и должно способствовать развитию у них понимания перспектив развития организации, основных направлений ее стратегии, повышать уровень трудовой мотивации, приверженности работников своей организации и «включенности» в ее дела.

В случае, когда предприятию требуется повышение общего уровня знаний, новые навыки, осваиваются новые направления деятельности, требуется развитие навыков бытового характера: общения, взаимодействия в группе и т. д., целесообразно привлечением преподавателей и тренеров внешних обучающих организаций.

Отсутствие в системе профессиональной подготовки сотрудника внешнего обучения неуклонно приводит отставанию от современного уровня его знаний и умений, а, следовательно, и к потере компетенций. Экономия затрат на обучение сотрудников и наличие административных барьеров вызывает снижение эффективности деятельности предприятия. И, наоборот, способствуя созданию благоприятных условий для обучения сотрудников, HR-служба способна раскрыть значительные резервы повышения производительности труда.

Особую актуальность сегодня имеют краткосрочные программам повышения квалификации. Такие программы представляют наибольший интерес для специалистов, так как позволяют «поддерживать тонус» в профессии.

Рынок образовательных услуг предлагает широкий перечень подобных программ. Залогом качественного обучения является долгосрочные отношения с квалифицированным партнером. Как показывает многолетний опыт Волгоградского государственного технического университета, стратегическое партнерство позволяет проводить не только семинары, но и целые программы обучения, специально разработанные под конкретную компанию.

Преимущества от реализации программ дополнительного образования приобретают обе стороны.

Предприятие получает подготовку специалистов, по требуемым компетенциям. Программы направлены не только на ознакомление с современными российскими и зарубежными научными достижениями, но и обобщение перспективной практики передовых предприятий. Если в программе участвуют специалисты с разных предприятий, то создается прекрасная возможность обмена опытом. Для ВУЗа данные программы также имеют особую ценность. В ходе разработки и проведения занятий по программам дополнительного образования повышается уровень подготовки вузовского преподавателя. Общаясь с практиками, преподаватель может выявить проблемные практические области и впоследствии скорректировать программу базовой подготовки, тем самым повышая степень соответствия подготовки молодого специалиста требованиям компаний.

Итак, единственным стратегическим ресурсом, который может обеспечить долгосрочную конкурентоспособность предприятия, являются люди. Постоянная совместная работа ВУЗов и специалистов HR-служб промышленных предприятий способна обеспечить формирование профессиональных и социальных компетенций каждого работника.

Список литературы 1. Чем же управляет HR-менеджер? [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.hr-portal.ru/print/268.

2. Белик, Т. Эффективность HR-менеджмента [Электронный ресурс]. / Т. Белик. – Режим доступа: http://www.hr portal.ru/print/55338.

3. Зеер, Э.Ф. Модернизация профессионального образования: компетентностный подход. / Э.Ф. Зеер, А.М. Павлова, Э.Э. Сыманюк. – Москва: Московский психолого-социальный институт, 2005. – 216 с.

4. Экономика знаний: коллективная монография / отв. ред. д-р экон. наук, проф. В.П. Колесов. – М.: ИНФРА-М, 2008. – 432 с.

5. Милов, Г. Учите – и получите [Электронный ресурс]. / Г. Милов. – Режим доступа:

http://www.ubo.ru/articles/?cat=124&pub=3245#img.

In this article questions of efficiency of HR-departments are mentioned. The role vocational training of competent employees in maintenance of long-term competitiveness of the enterprise is opened.

УДК 577:378. Т.Н. Пыжик, Н.А. Кравченя, С.С. Маглыш (Гродненский государственный университет имени Янки Купалы) ОСОБЕННОСТИ ОБУЧЕНИЯ ХИМИИ СТУДЕНТОВ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ Дискуссионный метод решения продуктивных творческих задач на семинаре является эффективным средством совершенствования обучения химии, формирования творческого научного мышления и речи.

Качество высшего образования в современных условиях напрямую зависит не только от содержания, но и от форм педагогической деятельности преподавателя. Педагогическая индивидуальность и мастерство педагога проявляются как в адекватном выборе и применении известных методов и организационных форм обучения, так и в способности привносить в них авторские инновационные приемы, свою мировоззренческую позицию и гуманитарную составляющую. Принципиальное значение имеет сегодня индивидуализация процесса обучения, способствующая развитию творческой активности, самостоятельности студента и повышению результативности учебного процесса.

Как показывает многолетний опыт, педагогические и методические идеи обучения химическим дисциплинам в высшей школе разрабатываются медленнее, чем соответствующие научные направления, что, конечно же, не способствует развивающему обучению. Обучение, преподавание и учение это особые виды человеческой деятельности, имеющие социальный характер. Как содержание, так и методы подготовки специалиста должны быть подчинены целям обучения, равно как и характеру будущей профессиональной деятельности. Так, изучение химии – одной из фундаментальных наук о природе – создает основу для формирования не только базового уровня знаний, но и для развития творческого мышления, способности применять полученные знания для решения практических задач. Именно эти цели должны определять выбор методов и организационных форм обучения.

К числу современных востребованных методов обучения, отвечающих условиям формирования основательного, сосредоточенного ума, относится проблемное обучение. Оно рассчитано на формирование умственных действий и понятий через индивидуальную познавательную деятельность.

При организации проблемного обучения весьма важно, чтобы преподаватель подбирал проблемы наибольшей значимости, проблемы, включенные в канву будущей профессиональной деятельности. Абсолютно необходимо, чтобы проблема захватывала не только работу ума, но и находила эмоциональный отклик, поддерживающий всякий продолжительный целенаправленный труд.

Тщательная разработка способов проблематизации обучения, способов постановки вопросов, а также путей их решения призваны обеспечить не только трансляцию научных знаний или готовых сведений, но и способствовать развитию базовых мировоззренческих позиций, способности связывать науку с жизнью, а не с одной только памятью.

Проблемное обучение требует такого построения образовательного процесса, при котором рассматриваемые проблемы были бы предметом всех форм обучения – лекций, лабораторно-практических занятий, семинаров и др. [1].

В настоящей работе хотелось бы сфокусировать внимание на роли семинарских занятий в проблемном обучении химии в университете. Вопросы выбора содержания и технологий проведения семинаров по естественнонаучным дисциплинам являются предметом постоянных педагогических дискуссий. Часть специалистов высшей школы придерживается мнения о том, что проблемному обучению химии вполне соответствует решение тематических задач, приведенных в соответствующих методических пособиях. К сожалению, приходится констатировать, что содержание далеко не всех задач носит проблемный характер.

Большинство из них соответствует репродуктивному подходу к выполнению упражнений и в большей степени рассчитано на тренировку памяти и усвоение фактологического материала. Однако следует ли отказаться от использования семинара для решения задач количественного характера? Отнюдь нет, если само содержание задач в качестве важнейшего критерия гуманитарного знания имеет вопрошающий характер, раскрывает глубину и содержание изучаемой дисциплины, а их решение дает знание принципов, а не только фактов, расширяет сферу интеллектуальных, духовных и профессиональных запросов личности. Творческие продуктивные задачи проблемного характера могут выступать в качестве самостоятельных познавательных объектов. Однако разработка таких задач (или заданий), которые свидетельствовали бы о формировании строго определенных качеств мышления, является чрезвычайно трудной проблемой. Ее решение требует методологических знаний не только для поиска проблем, пригодных к использованию в учебном процессе, но и для подготовки студентов к самостоятельной работе с информацией. Фактически это работа по нескольким направлениям:


- разработка проблемных ситуаций путем устранения одного или нескольких элементов в системе знаний, или путем изменения условий;

огромное значение при этом имеет не слепое заучивание уравнений или схем, а истинное понимание их смысла;

- создание тематического акцента, востребование поиска дополнительной информации;

важно задействовать личный опыт преподавателя в создании эмоциональной и мотивационной составляющих для поиска способов решения проблемы;

- индивидуальное знакомство с новой информацией с использованием глав учебника, лекций и других методических пособий;

здесь роль преподавателя сводится к актуализации проблемы по данной теме, а также возможной интерпретации и коррекции решений, преобразующих информацию в знания;

- организация работы с задачами разных типов и различной сложности в рамках отдельных тем. Этим создаются условия для максимальной индивидуализации обучения. Необходим избыточный набор задач, из которых студент сам мог бы выбрать соответствующую его возможностям и интересам задачу [2].

Наш опыт разработки и использования на семинарских занятиях проблемных творческих задач показывает, что задания должны отвечать таким критериям качества знаний, которые способствовали бы формированию не только специальных понятий и умственных действий, но и базовых компетенций, таких как конкретность, полнота и глубина знаний, их системность и гибкость, осознанность и обобщенность. Базой для составления подобных задач должны служить современные наукоемкие технологические процессы и производства.

В качестве иллюстраций приведем лишь несколько примеров.

Задача 1. В космических исследованиях программы АППОЛОН использовались топливные элементы, при работе которых непрерывно пополнялись запасы воды для космонавтов.

Какое топливо использовалось в этих элементах? Каков принцип работы указанных топливных элементов и каково их основное назначение?

Преподаватель указывает студентам на проблему, состоящую в недостатке данных для ее решения, и сам сообщает о том, что ключ к пониманию поставленной проблемы добывается путем осмысления понятий «химическое топливо», «химическая энергия», «окисление» и «восстановление», «окислительно восстановительный потенциал», «гальванический элемент», «катод» и «анод». На основе четкого усвоения этих понятий студенты получают ориентировочную основу для получения основных сведений о работе водородно – кислородного топливного элемента, о катодном и анодном процессах. К образованию воды должно привести окисление водорода кислородом. Окисление водорода – катодный процесс, восстановление кислорода – анодный процесс. Далее студенты сталкиваются с новым познавательным барьером, пытаясь узнать, может ли внутри топливного элемента водород непосредственно реагировать с кислородом. С этой целью они могут обратиться к учебнику, справочному пособию или преподавателю для получения новой информации. Получив сведения о том, что смесь этих газов сильно взрывчата и относится к числу «гремучих газов», что сгорание водорода в кислороде происходит при 550о С, студенты приходят к выводу о практической неосуществимости прямого окисления водорода кислородом внутри гальванической ячейки.

Далее преподаватель может предложить вопрос о роли водного раствора КОН в топливном элементе для дискуссионного обсуждения всеми участниками семинара. Рассмотрев наиболее приемлемые варианты ответов (или при отсутствии таковых), преподаватель, привлекая студентов, делает ряд важнейших выводов по обсуждаемой проблеме. При этом важно помнить, что эти выводы и обобщения должны стать основой прочных знаний, в частности, о том, что топливные элементы – это гальванические элементы, в которых химическая энергия непрерывно подаваемых взаимодействующих реагентов превращается в электрическую энергию.

Водородно-кислородный топливный элемент, работающий на водородном топливе, относится к числу перспективных источников энергии будущего. В этом элементе окисление водорода в момент контакта со щелочью приводит к образованию молекул воды, а восстановление молекулярного кислорода с участием воды сопровождается регенерацией КОН. Источником энергии в названном топливном элементе является движение электронов во внешней цепи (от катода к аноду).

Заслуживает особого внимания тот факт, что после коллективного обсуждения полученную информацию могут рассудительно воспроизвести даже те студенты, которым с трудом даются готовые сведения, изложенные в учебнике. Следовательно, проблемная ситуация стимулирует мыслительную деятельность не только в момент ее разрешения, но и обладает позитивным «последействием».

Вторым важнейшим аспектом, определяющим важность семинарских занятий в системе форм обучения, является развитие научной речи студентов [1]. Слово отражает мысль, а язык создает реальность. Научный язык позволяет перенести важнейшие достижения современной науки в систему изучаемой дисциплины. Речь приобретает особую роль в формировании мышления [3]. Для усвоения научных знаний и формирования научного мышления обучаемые должны глубоко осмысливать важнейшие химические понятия, что само по себе является непростой задачей. К примеру, даже внимательному и вдумчивому студенту подчас нелегко найти различия между такими терминами как «изотоп» и «нуклид»;

«энтальпия решетки» и «энтальпия связи»;

«вандерваальсовы», «катионные», «анионные», «ковалентные» радиусы атомов и др. Преподаватель должен подчеркивать правильность использования химической терминологии и уточнять понимание уместности того или иного химического понятия в системе рассуждений. К примеру, нечасто в традиционной монологической речи студент первого курса способен самостоятельно описать механизм образования мицеллы, свободно оперируя такими понятиями как «ядро мицеллы», «избирательная адсорбция», «потенциалопределяющие ионы», «электрокинетический потенциал», «диффузионный слой», «электротермодинамический потенциал», «гранула». При попытке ответить на вопросы, о кинетической и агрегативной устойчивости золя, о пороге коагуляции, объяснить что такое электрофорез и электроосмос студенты озвучивают все, что приходит на ум, не осознавая при этом, чем закончится их ответ. Речь студента становится неконтурированной, аморфной, лишенной собственного стиля – находится на «холостом ходу». Подобные ответы, как справедливо заметил философ, «убивают справедливые вопросы и отводят ум от дела». Чтобы подобного не происходило, опытный преподаватель может сгруппировать вышеперечисленные понятия в набор взаимосвязанных представлений о предмете (тезаурус) и составить несколько проблемных творческих задач для группового дискуссионного обсуждения. В качестве примера приведем одну из них.

Задача 2. Золь иодида серебра получен смешиванием равных объемов иодида калия и нитрата серебра.

Пороги коагуляции для полученного золя составляют: хлорид натрия – 300;

нитрат кальция – 315;

хлорид алюминия – 330;

фосфат натрия – 0,6. Сравните концентрации растворов иодида калия и нитрата серебра, взятых для получения золя.

Решение этой задачи позволяет преподавателю выяснить успешность переноса знаний в новую нестандартную ситуацию. В процессе обсуждения студенты глубже осмысливают механизм образования золя и «визуализируют» понятие «коагуляция золя». Понимая, что изложение материала с помощью длинных фраз на сухом академическом языке вряд ли увлечет студентов, преподаватель может предложить методику дискуссии по ряду вопросов:

1. Чем определяется знак заряда золя ?

2. В чем состоит механизм коагулирующего действия электролитов?

3. Что такое изоэлектрическое состояние мицеллы?

4. Как связан порог коагуляции с коагулирующей способностью электролитов?

Показательно, что по мере вовлечения всех членов группы в процесс свободного обсуждения проблемных ситуаций снижается фрустрирующий фактор и экстрапунитивная реакция студентов типа «преподаватель плохо объясняет» и возрастает их вовлеченность в учебную деятельность.

Живость дискуссии, кроме емких фраз и яркого языка, безусловно, придаст общая оценка преподавателем значимости обсуждаемой проблемы. В этом случае не только уместным, но необходимым является вывод о том, что электрокоагуляция относится к числу современных и эффективных методов очистки сточных вод от тяжелых металлов, цианидов и других растворимых загрязнений окружающей среды.

Приведенные примеры не охватывают всех сложностей на пути поиска и решения проблемных ситуаций в процессе обучения химии, однако показывают, что совместные усилия преподавателей и студентов, направленные на приобретение и углубление знаний, раскрытие научных понятий позволят выработать подлинное понимание сущности химических процессов. Именно осознание смыслов способствует развитию культуры научной речи студента, которая станет в последующем частью общей культуры современного специалиста.

Таким образом, семинар является одной из важнейших форм обучения химии в вузе. Отбор предметного содержания для семинара, а также выбор способов его проблематизации требуют от преподавателя вуза высокой научной и методической подготовки.

Список литературы 1. Зайцев, О.С. Методика обучения химии: учебник для вузов / О.С. Зайцев. – М.: ВЛАДОС, 1999. – 384 с.

2. Иванов, А. В. «Живая инновация» – новый учебный курс или курс и новое / А.В. Иванов // Педагогика. – 2010. – № 3. –С. 47–52.

3. Носкова, Л.Г. «Душеобразующая сила» чтения / Л.Г. Носкова // Педагогика. – 2010. – № 10. – С. 107-109.

Discussion method for solution of productive creative tasks on a workshop class is effective mean both for improvement of teaching chemistry and formation of scientific mentality and speaking.

УДК 517.977.1, 681.5. В.Е. Хартовский, В.К. Бойко (Гродненский государственный университет имени Янки Купалы) К ВОПРОСУ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ Рассматривается вопрос управления электроэнергетической системой с математической моделью в форме алгебро дифференциальной системы при наличии запаздывания в контуре управления. Предлагается методика управления указанной системой в случае отсутствия у нее свойства полной управляемости.

Введение. Наличие запаздываний в контурах многих систем управления определяет интенсивные исследования таких систем. Известны примеры [1], когда введение малого запаздывания в контур устойчивой системы управления приводило к потере устойчивости. Кроме того, есть примеры, в которых запаздывание в контуре управления обеспечивает асимптотическую устойчивость. Несложно также усмотреть влияния наличия запаздывания на свойства управляемости и наблюдаемости систем управления. В настоящей работе предлагается метод, посредством которого эффект запаздывания в контуре управления можно использовать для управления электроэнергетическими системами (ЭЭС), использующие в своем описании алгебро дифференциальные системы (АДС).

АДС обычно получаются в результате идеализации разнотемповых физических систем (динамических систем, одновременно имеющих «существенно быстрые» и «существенно медленные» моды колебаний).

Поэтому [2, 3] они широко привлекаются для описания ЭЭС, в которых электромеханические процессы в синхронных машинах (синхронных генераторах электростанций) развиваются существенно медленнее электромагнитных и механических процессов [2, 3]. Приведем пример из работы [2]. На рис. 1. показана схема замещения модели трёхузловой двухмашинной ЭЭС, для описания которой применяют АДС. Здесь Vi – напряжение в узлах сети, i – углы фазовых сдвигов напряжения в узлах сети, X – эквивалентное реактивное сопротивление участков линии электропередачи, Pj – активная мощность, Q j – реактивная мощность, B – эквивалентная реактивная проводимость линии электропередачи.

Рис. 1. Схема замещения электроэнергетической системы Пусть Pj – инъекции активной мощности в узлах сети. В установившемся сбалансированном режиме P P2 P3 0. Зафиксируем в относительных единицах следующие параметры системы: V0 1, X 1.

Положим также, что постоянные инерции генераторов равны 1. Уравнения колебаний рассматриваемой ЭЭС имеют вид V sin( ) sin P, 0 V sin( ) sin P3, 0 V cos cos( ) 2 B V 2 Q3, где 2 1, 3 1, P P2 P. Дифференциальное уравнение в приведённом примере описывает динамику электромеханических процессов, алгебраические уравнения представляют баланс активных и реактивных мощностей.

В общем случае в качестве основного объекта расчетов выступает нелинейная АДС математической модели ЭЭС x f x, y, u, 0 g x, y, u, где x R n – вектор переменных состояния, y R m – вектор параметров, u R - вектор входных воздействий, f и g – векторные функции, вид которых определяется r математическими моделями электрической сети и её элементов (генераторов, трансформаторов, линий электропередачи, накопителей энергии и т.д.). Предполагаем, что в каждый момент времени t функции f и g зависят как от управления u (t ), так и от u (t h). Запаздывание в управлении u обусловлено учетом времени добегания волны между элементами ЭЭС или может иметь информационную природу, связанную с ограниченностью скорости получения данных с измерительных устройств, обработки полученной информации и передачи сигнала на органы управления. Используя разложение в ряд Тейлора в окрестности точки x0, y0, u0 (установившийся режим ЭЭС), получим линейную АДС [2, 3] d (1) ( A0 x(t )) Ax (t ) Bu (t ) B1u(t h), t 0, dt где x n вектор решения уравнения (1), u r управления, A0, A, B, B1 – постоянные матрицы соответствующих размеров. Пара матриц ( A0, A) регулярная, т. е. существует такое число C ( C – множество комплексных чисел), что det( A A0 ) 0 [4, с. 10]. Преимущество использования АДС перед другими моделями показано в [2].

Перейдем к формальной постановке задач исследования. В качестве начального состояния для объекта (1) возьмем следующие данные:

C0 A0 x(0) C0 A0 q, u (t ) 0, t 0, (2) где Ci, i 0,1,..., – базовые матрицы [4, c. 26]. Тогда решение x(t ), t 0, системы (1), (2) однозначно определяется формулой i k d Ci ( Bu(t ) B1u (t h)), x(t ) y (t ) t 0, [4, c. 46], i 1 dt dy (t ) где k index( A0, A), y (t ) – решение обыкновенной системы C0 Ay (t ) C0 Bu (t ) C0 B1u (t h), t 0, dt y (0) C0 A0 q, u (t ) 0, t 0.

Определение 1. Начальное состояние (2) назовем полностью управляемым, если существуют момент времени t1 0 и управление u (t ), t [0, t1 h], такие, что x(t ) 0, t t1, при u (t ) 0, t t1 h. Если при любом векторе q n начальное состояние (2) полностью управляемо, то систему назовем полностью управляемой.

Определение 2. Начальное состояние (2) назовем управляемым, если для любого натурального числа (в том числе и ) существуют момент времени t1 0 и управление u (t ), t [0, t1 h], такие, что x(t ) 0, t [t1, t1 h]. Если при любом векторе q n начальное состояние (2) управляемо, то систему назовем управляемой.

Критерии полной управляемости и управляемости.

Обозначим B e C0 Ah B1 B.

Теорема 1. Для полной управляемости системы необходимо и достаточно, чтобы rank C0 B, C0 AC0 B,..., (C0 A)n 1 C0 B C0 B, C0 AC0 B,..., (C0 A)n 1 C0 B, C0 A0. (3) rank Теорема 2. Условие (3) равносильно условию rank A0 A, B n для любого.

Составим матрицу T g 0,..., g d из максимального числа линейно независимых векторов g i, i 0, d, для k 1 k 0 i которых дискретная система Bg B1 g 0, k 0,1,..., имеет решение при g g. Способ построения матрицы T приводится в работах [6, 7]. Обозначим B [ B, BT ]. T Теорема 3. Для управляемости системы необходимо и достаточно, чтобы rank C0 BT, C0 AC0 BT,..., (C0 A) n 1 C0 BT = rank C0 BT, C0 AC0 BT,..., (C0 A) n 1 C0 BT, C0 A0. (4) Теорема 2. Условие (4) равносильно условию rank A0 A, B, BT n для любого.

Замечание 1. Математическое обоснование представленных критериев полной управляемости и управляемости, а также способ построения соответствующих управлений приведены в [7].

Список литературы 1. Richard, J.P. Time-delay systems: an overview of some recent advances and open problems / J.P. Richard // Automatica. – 2003. – V. 3. – P. 1667-1694.

2. Мисриханов, М.Ш. Новый критерий статической устойчивости электроэнергетической системы с математической моделью в форме алгебро-дифференциальных уравнений / М.Ш. Мисриханов, В.Н. Рябченко // Вестник ИГЭУ. Вып. 2. – 2009. – С. 1-6.

3. Мисриханов, М.Ш. Ленточные критерии и рекурсивные тесты полной управляемости и наблюдаемости линейных алгебро-дифференциальных систем / М.Ш. Мисриханов, В.Н. Рябченко // Автоматика и телемеханика. – 2008. – № 9. – С. 44-61.

4. Бояринцев, Ю.Е. Линейные и нелинейные алгебро-диффренциальные системы / Ю.Е. Бояринцев. – Новосибирск, 2000. – 224 с.

5. Хартовский, В.Е. Об управлении не полностью управляемыми дифференциально-разностными системами с запаздыванием / В.Е. Хартовский // Автоматика и телемеханика. – 2008. – № 7. – С. 47-58.

6. Хартовский, В.Е. Обобщение задачи полной управляемости дифференциальных систем с соизмеримыми запаздываниями / В.Е. Хартовский // Известия РАН. Теория и системы управления. – 2009. – № 6. – С. 3–11.

7. Хартовский, В.Е Управляемость регулярных алгебро-дифференциальных систем / В.Е Хартовский., В.К. Бойко // Вестн. БГУ. Сер. 1. – 2012. – № 1. – С. 95-99.

The question of control the electricity system with a mathematical model in the form of algebraic-differential system with time delay in the control loop is investigated. A method of control this system in case of absence property complete control is proposed.



Pages:     | 1 |   ...   | 10 | 11 ||
 





 
© 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.