CC BY
47
а) б)
Рисунок 11 - Количество повторных запросов к прибору за Опрос а) по GPRS/EDGE, б) по CSD
Как видно невооруженным взглядом, количество повторных запросов по GPRS/EDGE в разы меньше и в большинстве случаев ограничиваются одним или двумя за Опрос, затем это количество резко снижается. По CSD же тоже у большинства Опросов один или два повторных запроса, но затем количество повторных запросов снижается плавно. Соответственно, чем больше повторных запросов, тем больше по времени становится Опрос. При увеличении повторных запросов эффективность Опроса уменьшается.
Заключение
Система сбора «Автоопрос» в период с 03.03.16 по 04.07.16 ежедневно считывала измерительную информацию с приборов ВКТ-7 разных модификаций. Каждый месяц их количество менялось: минимальное количество составляло 230, максимальное - 420 приборов, считываемых в день. Каждый прибор за весь период опрашивался только либо по технологии связи CSD, либо по GPRS/EDGE. Распределение
приборов по этим технологиям всегда было примерно поровну. Анализ времени считывания каждого прибора за весь период показал следующие результаты. При считывании данных по CSD время отклика от прибора более стабильное, чем при считывании по GPRS/EDGE. Однако выяснилось, что при считывании по CSD очень часто на запросы системы сбора к прибору не приходили ответы, из-за чего запросы посылались повторно и более раз. Посылка повторных запросов увеличивало общее время считывания данных с прибора. При считывании же по GPRS/EDGE повторных запросов было меньше примерно в 6-7 раз, поэтому приборы по GPRS/EDGE считывались быстрее. При этом для считывания данных по GPRS/EDGE не нужно наличие модема со стороны системы сбора. Таким образом, анализ времени считывания данных с приборов в сети GSM показал, что более качественно считывались данные именно по технологии GPRS/EDGE.
ЛИТЕРАТУРА
1. Глухов А.П., Старовойтов А.А., Канев С.Н. Теплосчетчики: мифы и реальность //Материалы 19-й международной научно-практической конференции, 20-22.04, С-Пб, 2004.
2. Волошин Е.В. Разработка многофункционального программного модуля для сбора измерительной информации с объектов теплоэнергетики // Труды Международного симпозиума Надежность и качество. 2016. №1. С. 213-216.
3. Анерт Н.Г., Катина А.М. Выбор БСАБД-пакета для управления температурным режимом объекта //В сборнике: Теплофизические основы энергетических технологий Национальный исследовательский Томский политехнический университет, Редакторы: Кузнецов Г.В., Заворин А.С., Литвак В.В., Логинов В.С., Яковенко П.Г., Буваков К.В.. Томск, 2010. С. 271-273.
4. Сокольников Р.В., Богданов Д.Ю., Акуленко А.Е. ОБЗОР ОРС-СЕРВЕРОВ // Вестник научных конференций. 2015. № 3-5 (3). С. 157-159.
УДК 378.147 Вьюгина С.В.
Казанский национальный исследовательский технологический университет, Казань, Россия ФОРМИРОВАНИЕ КРИТИЧЕСКОГО МЫШЛЕНИЯ И РАЗВИТИЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО ПОТЕНЦИАЛА СТУДЕНТА
В ОБРАЗОВАТЕЛЬНОМ ПРОЦЕССЕ
В статье рассматриваются проблемы в современной высшей школе проблемы формирования критического мышления при преподавании дисциплин гуманитарного цикла и развитие интеллектуального потенциала студента в образовательном процессе вуза Ключевые слова:
критическое мышление, интеллектуальный потенциал, образовательная среда вуза, гуманитарные дисциплины
В связи с происходящими глобальными изменениями в современном обществе сильно повысились требования к интеллекту личности, и радикальные инновации способствуют созданию международного рынка интеллектуального труда. Становится очевидным, что в ближайшем будущем основным ресурсом и источником благосостояния общества будет служить его интеллектуальный потенциал. Он повышает качество человеческого капитала, по данным исследователей проблемы развития интеллектуального потенциала, в развитых странах составляет 70-80% национального богатства и содержит в себе наибольшие резервы для повышения эффективности функционирования общества [1].
Для развития интеллектуального потенциала в первую очередь нужно целенаправленно формировать критическое мышление. Нужно ли это делать в образовательном процессе вузе? На этот вопрос со всей определенностью ответил Д.Дьюи в начале
прошлого столетия. По его мнению, главное, чем должны заниматься образовательные учреждения любого типа, - это обучать детей думанию. Понятно, что когда мы говорим о мышлении, мы имеем в виду мысль. Что же такое мысль? Д.Дьюи определяет это понятие очень просто: Все, что приходит на ум, что взбредет в голову, называется мыслью [2, с.93]. Это действительно так, но, говоря о педагогическом смысле этого понятия, автор четко ограничивает его рефлекторным мышлением, который, по его словам, только и имеет воспитательную ценность. Критическое мышление всегда стремится к знанию, ибо все связующие мысли, выстраивающиеся в нить размышления и рассуждения, опираются на известное знание, опыт и заглядывает в неизвестное. Критическое мышление всегда обозначает определенную степень уверенности, но уверенности, основанной на фактах, причем в умственном процессе под фактами, относящимися к
делу, мы разумеем те черты, которыми пользуются как доказательствами при выводе заключения или образования решения [2, с.93].
Думается прав был Д.Дьюи, подчеркивая мысль о том, что не всякое мышление можно назвать продуктивным, достойным задачи его специального и целенаправленного развития. Мышление действительно отражает окружающую действительность, но установление связей между предметами и явлениями окружающего мира требует уже особого, рефлекторного (критического) мышления, которое, по мнению Л.Дьюи, единственно ценно для воспитания и развития. Истоки представлений о критическом мышлении мы находим в теориях Д.Дьюи о рефлекторном мышлении, Д.Брунера о конструктивизме в образовании, В.С.Выготского, А.Н.Леонтьева, С.Л.Рубинштейна о приоритете мышления в обучении, в теории деятельности В.Блума обобщения накопленного в психологии и дидактике опыта интеллектуального развития личности и разработке классификации основных групп интеллектуальных умений, Л.С.Выготского в разработка принципов познавательной активности ребенка на разных этапах его развития, А.Н. Леонтьева в исследовании операционных механизмов познавательной деятельности. Каждый из этих ученых внес свою лепту в фундамент теории развития критического мышления.
Д.Дьюи, посвятивший проблеме формирования рефлекторного (критического) мышления многие свои работы, считал, что человеку, использующему рефлекторное мышление, свойственны следующие качества:
- готовность к планированию собственной познавательной деятельности;
- гибкость мышления (понятия «ограниченного, или закрытого, ума» или «открытого, гибкого ума»);
- настойчивость в достижении результатов;
- готовность исправлять свои ошибки (самокоррекция);
- осознание процесса познания (психологи называют это качество метапознанием. Это знание о знании, о том, что мы знаем);
- поиск компромиссных решений (групповые формы деятельности в современном мире являются преобладающими.
Поэтому современному человек необходимо владеть как коммуникативными умениями, так и умениями находить компромиссные решения, которые удовлетворяли бы большинство. Таксономия Б.Блума [2] широко используется педагогами, занимающимися проблемой формирования критического мышления. Он указывает на шесть областей применения критического мышления:
I. Овладение знаниями (knowledge) как той познавательной области, которая подлежит изучению, так и смежных областей.
II. Осмысление (comprehension) - организация и соотнесение новых знаний с ранее усвоенными (умение переструктурировать информацию, давая при этом интерпретацию основных идей).
III. Применение (application) - использование новых знаний в соответствии с определенными правилами и принципами в новых ситуациях (умение применять отобранные факты, данные в новых ситуациях с целью поддержать или опровергнуть позицию автора.
IV. Анализ (analysis) - критическое осмысление, концентрация внимания на отдельных частях информации, их значимости в целом (умение сравнивать основные мысли текста, прочитанные или услышанные, с известными из других источников, чтобы сделать необходимые выводы, заключения, значимые для подтверждения ранее сформулированной гипотезы или предположения; умение вникать вглубь проблемны).
V. Обобщение (synthesis) - критическое осмысление, концентрация внимания на соединение отдельных частей в новое знание (умение обобщать отобранные данные, развивать логику общей аргументации, основанной на отобранных и предварительного проаназированных данных с целью формулировки окончательного заключения).
VI. Оценка (evaluation) - критическое осмысление, концентрация внимания на формулировании суждения, его обоснование на основе полученной информации (умение определить валидность, надежность, достоверность фактов и данных, отобранных, чтобы доказать собственную точку зрения и принять решение).
Проблема стимулирует процесс мышления, но самостоятельное критическое мышление возможно только на основе определенного знания, осмысления ранее приобретенного опыта. Для развития критического мышления очень важно, конечно, знать приведенные выше области его применения по Б.Блуму, но этого недостаточно. Необходимо иметь четкое представление, какие интеллектуальные умения помогают сформировать такое мышление для целей овладения знаниями, для анализа, обобщения, оценки полученной информации, переструктурирования информации.
Д.Халперн [6, с.63-65], размышляя об интеллектуальных умениям критического мышления, останавливает внимание на следующих из них:
- анализ/выводы;
- выдвижение, формулировка, разработка гипотез;
- установление и создание, поиск аналогий, метафор;
Активизация ранее приобретенных знаний;
- активизация причинно-следственных отношений;
- анализ значимости;
- сравнение - сопоставление - противопоставление;
- применение в реальных условиях;
- контраргументация;
- оценка и ее достоверность/валидность;
- обобщение идей;
- изучение других точек зрения.
П.Бонни [2, с.95] выделяет такие умения, относящиеся к критическому мышлению, как:
- нахождение аналогий и других видов отношений между частями информации;
- определение значимости информации для структурирования и решения проблемы;
- нахождение и оценка решения или альтернативных путей
рассмотрения пробле6мы;
- установление проблемы в тексте информации.
Это означает, что обучающиеся должны самостоятельно определить проблему и применить уже имеющиеся у них знания для ее решения. В Национальном Совете по развитию критического мышления (США) конкретизированы интеллектуальные умения по каждому из объектов, выделенных Б.Блумом [2].
При оценке проводится сравнение нового знания с ранее приобретенным знанием для того, чтобы определить, что нового, значимого для решения проблемы было получено, выявить противоречия или другие ценные характеристики информации:
- определяется, соответствует ли информация изучаемой теме или требуется другая информация;
- определяется, не противоречит ли данная информация полученной ранее из других источников или, возможно, дополняет ее;
- делаются выводы, заключения на основе собранной информации;
- определяется возможная достоверность и обоснованность сделанного заключения;
-новая информация интегрируется с ранее полученной информацией или знанием;
- отбирается информация, которая обеспечивает доказательность рассматриваемой темы.
Проводится обобщение основных идей для разработки новой концепции, нового взгляда на проблему; определяется, оказывает ли новое знание влияние на личностную оценку и предпринимаются ли попытки устранить различия:
- устанавливается взаимосвязь между различными позициями и проводится их объединение в первоначальные суждения с сопутствующими аргументами;
- первоначальные обобщения, суждения развиваются на более высоком уровне абстракции для
формулирования новых гипотез, которые, возможно, потребуют дополнительной информации;
- рассматриваются различные точки зрения на проблемы, имеющиеся в литература;
- определяется, принять или отвергнуть встречающиеся точки зрения.
При анализе рассматриваются и применяются первоначальные критерии оценки как для информации, так и для ее источников:
- изучается и сравнивается информация из разных источников, с тем чтобы оценить ее надежность, валидность, точность, авторитетность, актуальность, высказываемую в ней позицию тили возможное отрицательное воздействие;
- анализируются структура и логика приводимой аргументации;
- распознаются предубеждения, обман, манипуляции;
- рассматриваются культурный, физический или другой контекст, в котором была подана информация, и осмысливается ее влияние на понимание информации.
При применении отбирается дополнительная информация; разрабатываются и применяются соответствующие стратегии:
- изучаются содержание и организация информации;
- разрабатывается план анализа, использования диаграмм, иллюстраций, классификаций с целью создания и демонстрации результатов исследования, сделанных выводов;
- определяются объем, качество и надежность поиска, чтобы определить, нужно ли использовать альтернативную информацию.
При осмыслении обобщаются основные идеи, которые следует извлечь из собранной информации; оцениваются применение, интерпретация информации путем обсуждения с партнерами, экспертами и практика в данной области знания:
- имеется полное представление, как информация разрабатывается, организуется и распространяется;
- проводится дифференциация между главными и вторичными источниками;
- осознается, что информацию можно построить на основе данных основного источника;
- осуществляется чтение текста и отбор основных идей;
- выполняется переструктурирование текста своими словами и тщательный отбор данных;
- отбирается определенный материал для цитирования;
- принимают участие в дискуссиях;
- активно участвуют в электронных конференциях, форумах и пр.;
- проводят консультации с экспертами.
Определяются знания, которыми владеют студенты, их ранее приобретенный опыт в процессе работы с информацией. При этом устанавливаются: а) ключевые понятия и термины, которым определяют основные идеи информации; б) какие понятия могут использоваться для формулирования собственной позиции.
Таким образом, для того, чтобы проанализировать текст, необходимо прежде всего выделить главную мысль или мысли автора, проблемы, которые подлежат обсуждению, сравнить их с той информацией по данной проблеме, которой мы уже владеем, определить, если изложенная позиция автора нас не убеждает, каких фактов, какой дополнительной информации явно не хватает, чтобы можно было сформулировать собственную точку зрения, отличную от позиции автора. Анализ информации предполагает владение многими и разнообразными интеллектуальными умениями. Далее нужно перейти к другой стадии размышления - обобщению полученных фактов, попытаться применить их для решения обсуждаемой проблемы, поддержать мнение партнеров, автора или сформулировать контраргументы, чтобы опровергнуть выбранную позицию.
И в этом случае необходимо использовать разнообразные интеллектуальные умения, знания, опыт
(свой и других людей), чтобы прийти к обоснованному заключению, уметь объяснить его и доказать его действенность. В качестве критериев сформи-рованности необходимых интеллектуальных умений используются такие, как ясность, точность, четкость, надежность, постоянство (следование ранее принятым принципам), обоснованность, доказательность, глубина, охват, нбепредвзятость. Эти критерии оценки касаются любого из формируемых интеллектуальных умений критического мышления.
В более конкретных, практикоориентированных целях классификаций умений Б.Блума, наряду с другими учеными, в том числе была охарактеризована и Н.П.Гончарук [5] следующим образом:
- знания: определение области познавательной деятельности и смежных областей;
- осмысление: умение переструктурировать информацию, придавая определенную интерпретацию основной мысли;
- применение: умение применять отобранные факты, данные в новых ситуациях, чтобы поддержать или опровергнуть позицию автора;
- анализ: умение сравнивать основные идеи текста, прочитанного или прослушанного, с информацией из других источников, чтобы прийти к определенным выводам, значимым для подтверждения ранее сформулированной гипотезы или предположения, умение задавать вопросы;
- синтез: умение обобщать отобранные данные, развивать логику общей аргументации, основанной на отобранных ранее и проанализированных фактах, чтобы прийти к окончательному заключению;
- оценка: умение определять валидность, надежность, непредвзятость отобранных для доказательности фактов, оценивать заключения, выводы.
Наши исследования показывают, что необходимо принимать во внимание особенности критического мышления в разных видах коммуникации: чтении, говорении, аудировании, письме при преподавании гуманеитарных дисциплин в стенах технологического вуза. Адаптируя методику Д.Курланд [2] к целям нашего исследования, мы установили, что критическое чтение - это технология для «раскрытия» информации и выявления заключенных в ней мыслей, идей. То же можно сказать и о критическом аудитории (слушании). А вот критическое высказывание, устное или письменное - это технология оценки информации и идей с целью определения того, что следует отобрать и во что следует верить. Но следует признать, что это различие достаточно относительное. Полезность такого различения заключается в том, что мы должны учитывать, что при чтении и слушании наша задача -понять позицию, мысли автора, т.е. мы не должны пытаться интерпретировать их по-своему, искажая их. В соответствии с такой объективной оценкой мы и обираем нужную информацию. При устном или письменном высказывании мы сами формулируем собственные идеи, привлекая наши знания, опыт. Мы сами выстраиваем логику нашего рассуждения, стараясь быть убедительными.
В нашем исследовании апробировался алгоритм формирования критического мышления как ключевой цели развития интеллектуальных способностей студентов:
1. Какова цель данной познавательной деятельности? Цели могут включать в себя выбор одного из вариантов решения, выработку решения при отсутствии вариантов; обобщение информации; оценку надежности аргументов; оценку вероятного развития событий; проверку достоверности источника информации; количественную оценку неопределенности.
2. Что известно? Это отправной пункт направленного или критического мышления. Этот этап также включает в себя нахождение недостающей информации.
3. Какие навыки мышления позволяют достичь поставленной цели? Знание того, как добраться от начальной до конечной точки маршрута, - движущая сила критического мышления. Здесь как раз и
предполагается использование сформированных ранее интеллектуальных умений.
4. Достигнута ли поставленная цель? Точность при выполнении заданий является решающим фактором успеха. Имеет ли смысл принятое решение? Для чего?
Данный алгоритм конкретизировался вопросами, разработанными Д.Халперном [6, с.140]. Эти вопросы направлены на развитие хода мышления студентов в их размышлениях по поводу использования интеллектуальных умений. Проведенные опытно-экспериментальные исследования свидетельствует о том, что для закрепления интеллектуальных умений необходимо студентам предложить последовательно структурированные итоговые вопросы, типа:
1. Каково ваше заключение? Другими словами, какую мысль (или мысли) вы хотите донести до слушателей? Аргументация основывается на частностях, и если у вас не заключения, то не и аргументации.
2. Какие доводы обосновывают ваше заключение?
3. Какие вы делаете предположения? Верны ли эти предположения? Следует ли их сформулировать явно?
4. При каких условиях выше заключение может оказаться неверным? Другими словами, нужны ли определители?
5. Каковы контраргументы? Почему читатель или слушатель не должен верит данному заключению?
6. Чего не хватает? Возможны ли другие выводы из данных посылок? Существуют ли другие выводы? Другие контраргументы? Другие предположения. Здесь необходимо выйти за пределы использованной информации и подумать, что еще может оказаться важным.
В настоящее время все больше педагогов и психологов обращаются к идеям формирования критического мышления. Но это означает, что необходимо выстраивать адекватную этой концепции педагогическую систему. Ведь подавляющее большинство наших вузов ориентировано на знаниецентри-ческий подход в обучении, на запоминание и воспроизведение материала, формирование тех или иных умений применения усвоенного знания в аналогичных ситуациях. Обучение должно носить «проблемный» характер, а обучаемые иметь возможность самостоятельно «открывать» знание и четко понимать, для чего оно им нужно, как им можно воспользоваться для решения разнообразных проблем. Но для этого необходимо на научно-методической основе переосмыслить структуру и содержание дидактики обучения, педагогических технологий, содержания научно-методического сопровождения образовательного процесса и всех других аспектов подготовки студентов. Результаты нашего люнги-тюдного исследования позволяют со всей очевидностью считать, что наиболее оптимальной стратегией модернизации педагогической системы технологического вуза, соответствующей целям развития интеллектуального потенциала студентов и критического мышления как ключевой компетенции интеллектуального развития, выступает интеграция модульно-компетентностной и проектной парадигм, пронизывающих требования ФГОС РФ нового поколения.
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования нового поколения представляет собой законодательную базу для учебных заведений, в которой отражена совокупность требований, обязательных при реализации основных образовательных программ по специальностям. Одним из приоритетных требований выступает реализация модульно-компетет-ностного подхода на всех уровнях подготовки студентов, подчеркивается его значимость как одного из наиболее целостных и системных подходов к процессу обучения, обеспечивающего высокоэффективную реализацию дидактического процесса.
Модульное обучение, его общие положения были сформулированы еще в конце 60-х годов ХХ столетия в США как альтернатива традиционному обучению, сконцентрировов в себя многие прогрессивные
идеи, сложившиеся к этому времени в педагогической теории и практике. В мировом опыте модульное обучение было отнесено к инновационному виду обучения, основанному на деятельностном подходе и принципе сознательности (осознаются программа обучения и собственная траектория обучения), характеризующимися замкнутым типом управления благодаря модульной программе и учебным модулям.
Изучение работ ведущих отечественных специалистов в этой области науки (Г.И.Ибрагимов, М.И.Махмутов, Н.А.Морева, П.И.Третьяков,
Д.В.Чернилевский, П.А.Юцявичене и др.) позволяет установить значимость модульного обучения студентов профессиональной школы как одного из вариативных конструктов в условиях реализации мо-дульно-компетентностного подхода ФГОС ВПО нового поколения. Основаниями для этого выступают особенности проектирования структуры модульного обучения [2].
Первой процедурой в этом подходе выступает обязательная проработка каждого компонента дидактической системы и наглядное представление его в модульной программе и модулях, деление содержания изучаемой дисциплины на внутрипредмет-ные логически завершенные компоненты учебного материала (тема, несколько тем или разде-лов),предполагающих обязательный контроль. В зависимости от объема содержания, количества часов выделяется от 3-5 до 8-12 модулей.
Вторая процедура направлена на определение конкретных целей обучения по каждому модулю. В соответствии с требованиями ФГОС ВПО нового поколения, моделью специалиста (квалификационная характеристика) и содержанием предмета устанавливается перечень знаний и компетенций, который должен усвоить студент, устанавливается система контроля за достижением конечной цели обучения.
Третья процедура заключается в установлении соотношения знаний студентов и уровней подготовки. Так, нижний, репродуктивный, уровень подготовки требует от студента элементарного воспроизведения знаний и умений. А более высокий, продуктивный, выводит студентов на творческий уровень. Наличие этих уровней влияет на систему максимально и минимально полученных баллов. У студента есть право выбора, поэтому в процессе изучения предмета он может перейти от репродуктивного уровня к продуктивному или творческому. Для достижения поставленных целей выбираются целесообразные формы и методы обучения.
Четвертая процедура, эта разработка системы задания для каждого студента индивидуально. По каждому модулю предмета преподаватель планирует различные виды деятельности, которые студенты должны выполнить при изучении данного модуля. Эта разработка проектов, решение задач, выполнение лабораторных работ, практических заданий, составление опорных контекстов, письменные или устные ответы по теории и др.
Таким образом, анализ представленных процедур позволяет считать, что цель модульного обучения заключается в актуальных для современной системы профессионального образования, направлениях развития личности студента путем обеспечения гибкого содержания обучения, переосмысления и адаптации дидактической системы к индивидуальным возможностям, запросам и уровню его базовой подготовки. Сущность модульного обучения выражается в относительно самостоятельной работе студента по освоению индивидуальной программы - дидактической парадигме, состоящей из модулей, каждый из которых имеет определенные деятельностные дидактические цели. Достижение целей обеспечивается конкретным содержанием учебного материала, усвоение которого диагностируется конкретными заданиями. Модульные программы проектировались с учетом выявленных особенностей профессиональной деятельности бакалавра и магистра. Каждая модульная программа сопровождается пакетом обучающих модулей является основой для развития интеллектуального потенциала студента в образовательной системе вуза
ЛИТЕРАТУРА
1. Вознюк, А.В. Педагогическая синергетика. Монография. /А.В.Вознюк. - Житомир: Изд-во ЖГУ им.И.Франко, 2012. - 802 с.
2. Вьюгина, С.В. Методологические основы развития интеллектуального потенциала студента технологического вуза. Монография. /С.В.Вьюгина. - Казань: изд-во Казан, гос. технол. ун-та, 2010 - 168 с.
3. Вьюгина, С.В. Интеллектуальный потенциал студента технического вуза: аспект качества /С.В.Вьюгина.//Труды международного симпозиума «Надежность и качество» - Пенза, 23-31 мая 2005 г. -Пенза, 2005. - С.87-88.
4. Вьюгина С.В. Интеллектуальный потенциал студента высшей технической школы - основа надежности и качества подготовки специалиста. /С.В.Вьюгина.//Труды международного симпозиума «Надежность и качество» - Пенза, 25-31 мая 2005 г. -Пенза, 2006. - С.274-275.
5. Гончарук, Н.П. Теоретические проблемы интеллектуально-развивающего обучения в техническом вузе. /Н.П.Гончарук. - Казань, 2003
6. Халперн Д. Психология критического мышления. /Д.Халперн. - М.-СПб., 2000. - 512 с.
УДК 621.396:681.5
Горячев Н.В., Гришко А.К., Юрков Н.К.
ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет», Пенза, Россия
АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЯ ПРИ ВЫБОРЕ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРОРАДИОИЗДЕЛИЯ
Подробно излагаются вопросы создания алгоритма выбора унифицированной конструкции системы охлаждения электрорадиоиз-делий. Рассмотрен основной критерий выбора — тепловое сопротивление, требуемое от системы охлаждения для поддержания нормального температурного режима электрорадиоизделия. Ключевые слова:
теплофизическое конструирование, система охлаждения, тепловое сопротивление, поддержка принятия решения, системный анализ.
В ходе теплофизического конструирования элементов радиоэлектронных средств (РЭС) необходимо рассчитать температуру теплонагруженных элек-трорадиоизделий (ЭРИ), определить требования к системе охлаждения (СО), а также осуществить выбор (желательно автоматизированный) из множества унифицированных конструкций СО. При этом задача обеспечения теплового режима РЭС является трудно формализуемой, а подбор конструкции СО занимает много времени, поскольку, например, перечень теплоотводов фирмы Fisher Elektronik только для корпуса типа TO-220 насчитывает более 100 моделей [1]. Большого количество унифицированных теплоотводов усложняет задачу подбора наиболее подходящего образца, обеспечивающего заданный температурный режим.
Задача обеспечения теплового режима усложняется необходимостью учета (для конкретного проектного решения) множества ограничений [2,3]. Поэтому для решения трудно формализуемой задачи выбора унифицированной конструкции теплоотвода целесообразно применить методы и технологии искусственного интеллекта, например, экспертных систем [4]. На рисунке 3.2 представлена структура подсистемы выбора унифицированной СО.
Модуль рассчета Теплового сопротивления Температур перегрева СО ЭРИ База данных
1
Модуль логического вывода (Процедура выбора)
Рисунок 1 - Структура подсистемы выбора унифицированной СО ЭРИ
Основой модуля расчёта является разработанная программа расчёта температуры перегрева тепло-отвода и кристалла ЭРИ [5]. Модуль визуализации осуществляет представление в наглядной форме результатов расчёта температур перегрева и результата выбора теплоотвода.
Алгоритм, с помощью которого происходит выбор конечного решения, т.е. унифицированной кон-
струкции СО, является усовершенствованным и дополненным вариантом алгоритма, рассмотренного в [6]. Алгоритм представлен на рисунке 2.
Алгоритм работает следующим образом:
Шаг 1. Ввод исходных данных, взятых из технического задания.
Шаг 2. Вычисляется требуемое тепловое сопротивление.
Шаг 3. Осуществляется выбор СО из базы данных, где хранятся параметры унифицированных конструкций. На этом шаге используется только основной критерий выбора:
Треб. ^ СО , (1)
где К®треб - максимально допустимое (требуемое)
тепловое сопротивление СО, при не превышении которого обеспечивается нормальный тепловой режим элементов РЭС; ^^о - тепловое сопротивление
унифицированной СО.
Шаг 4. Если количество вариантов, найденных в базе данных и удовлетворяющих основному критерию более одного, то осуществляется следующий шаг выбора, при котором используются вспомогательные критерии.
Шаг 5. Полученный результат выводится на дисплей ЭВМ в виде экранной формы показанной на рисунке 3.
Шаг 6. Если на первом этапе выбор не возможен или найден всего один вариант подходящей СО, а также, если не по одному из вспомогательных критериев поиск ничего не дал, то конструктору выдаются рекомендации по возможному решению задачи.
Разработанный алгоритм доведен до программной реализации. На рисунке 3 представлена экранная форма с результатом работы алгоритма выбора унифицированной СО.
На экранной форме, реализующей алгоритм выбора унифицированной конструкции в поле «Подобранные варианты», в виде выпадающего списка, выводятся все подходящие по заданным критериям варианты унифицированных средств воздушного охлаждения. При выборе из списка конкретного варианта средства охлаждения, на форме отображаются следующие параметры:
Геометрические и теплофизические параметры выбранного средства охлаждения. Необходимы конструктору для последующих расчетов, например для расчета компоновочных показателей и массы.
Общий вид средства охлаждения.
Расшифровка параметров, применяемых на разных этапах алгоритма представлена в таблице 1.
