CC BY
38
Р. Р. Фаткуллина
ИННОВАЦИОННЫЕ РАЗРАБОТКИ И ТРЕНАЖЕРНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ЯВЛЕНИЙ,
ОБУСЛОВЛИВАЮЩИХ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Ключевые слова: тренажерные средства, образовательный процесс, легкая промышленность, полимерно-текстильные материалы,
свойства материалов.
Приведен обзор по свойствам текстильных и полимерных материалов в инновационных проектах Итальянских университетов. Обосновано преимущество тренажерных средств для изучения явлений, наблюдаемых в материалах легкой промышленности
Keywords: simulators, education, light industry, polymeric-textile material, properties of materials.
In this article a review of the properties of polymeric-textile materials in innovative projects of Italian universities are considered. The advantage ofsimulators was justifiedfor studying the phenomena observed in the materials of light industry
Введение
Изучение физической природы свойств материалов легкой промышленности является важнейшей предпосылкой для понимания сложных взаимосвязей прикладных знаний, а также применения этих знаний при разработке новых материалов.
Известны инновационные образовательные средства, включающие аппаратные средства и методические разработки лабораторных работ, тематика которых отвечает требованиям лабораторно-практической подготовки студентов по дисциплинам естественно-научного цикла двухуровневой системы высшего образования [1,2].
Приведем примеры инновационных разработок Миланского технологического университета, которые касаются свойств новых материалов, и обусловливают необходимость применения тренажерных средств обучения.
Свойства текстильных и полимерных материалов: обзор по инновациям в научных проектах Итальянских университетов
Образовательные процессы в мире развиваются в соответствии с Болонской декларацией. Согласно стратегии развития науки и инноваций в Российской Федерации на период до 2015 года и в контексте приоритетного национального проекта «Образование»,
государственный сектор науки и высшего образования должен в перспективе приобрести облик, основу которого составят технически оснащенные на мировом уровне, укомплектованные квалифицированными кадрами, финансово устойчивые научные и научно-образовательные организации [3].
Отличительной особенностью университетов современной Италии является широкий спектр инновационных учебных программ, созданных в тесном сотрудничестве с промышленными предприятиями и организациями. Все учебные программы Миланского университета одобрены Министерством образования Италии и БСТ8
(Европейской системой перевода и накопления кредитов). Университеты активно взаимодействуют с промышленными предприятиями благодаря исследовательским работам и совместным научным проектам.
Миланский университет поддерживает совместные инициативы университета и промышленности по развитию международных проектов, стимулирует создание новых технологически ориентированных компаний,
поддерживает развитие инновационного
предпринимательства. В области химии, физики и материаловедения специальным финансированием поддержаны следующие разработки:
• разработан гипоаллергенный материал, оснащенный электродами в текстиле для интенсивной терапии новорожденных. Электродами снабжаются жилеты, предназначенные для мониторинга биения сердца новорожденных в первые два часа жизни. Также создан прибор для младенцев, оснащенный текстильными датчиками, предназначенный для домашнего медицинского контроля, который имеет дополнительную возможность подключения к мониторингу в лечебных учреждениях;
• созданы инновационные технологии для
производства текстильной продукции: новый
нетканый текстиль наноструктурирован, имеет новые оптические свойства для рынка моды;
• разработан новый нетканый текстиль, который имеет высокие антибактериальные свойства и предназначен для спортивной одежды;
• разработаны полые волокна
«Холлофайбер» с новой пропорцией в отношении «пустота-заполнение», а также новые текстильные волокна с высокой степенью пропускания ультрафиолетовых лучей;
• разработаны новые ткани, полученные с
использованием казеина и еловой древесины, имеющие свойства: антибактериальные,
дезодорирующие, регулятора температуры,
воздухообмена;
• получены новые водорастворимые гелевые покрытия, позволяющие улучшить формирование рисунка на текстиле;
• разработаны ткани, снабженные металлом для защиты (экранирования) работников, подвергающихся воздействию полей (50 Гц и 1000 Гц), создаваемых при сварочных работах.
Широта свойств новых материалов в инновационных разработках университетов (во взаимодействии с предприятиями) приводит к необходимости применения тренажерных средств обучения [2] для подготовки студентов.
Концептуальные основы повышения интенсивности изучения явлений, наблюдаемых в текстильных и полимернотекстильных материалах, с помощью тренажерных средств
Изучение свойств текстильных и полимернотекстильных материалов предшествует процессу их совершенствования. Так, одно из важнейших свойств тканей — гигроскопичность. Это способность ткани поглощать водяные пары из окружающей атмосферы и удерживать их при определенных условиях. Гигроскопичность тканей изменяется с изменением относительной влажности воздуха и температуры, не оставаясь постоянной. Если бы содержание влаги в ткани не изменялось при изменении температуры и влажности, то гигроскопические свойства тканей потеряли бы свое значение в гигиеническом отношении. Ткани с определенной
гигроскопичностью являются регулятором тепла между телом человека и окружающей средой [4].
При влажно-тепловой обработке и в процессах формообразования текстильных материалов легкой промышленности наблюдается процесс диффузии воды или раствора реагента (в паровой и жидкой фазе) по толщине материала. При модификации текстильных материалов легкой промышленности с помощью полимерных веществ происходит процесс диффузии полимера внутрь волокон и между волокнами текстиля.
Теория диффузии предполагает проникновение как молекул жидкого адгезива в субстрат, так и молекул субстрата в адгезив в результате его набухания. Оба процесса приводят к образованию зоны, в которой один высокополимер постепенно переходит в другой [5].
При изучении полимерно-текстильных материалов и для оптимизации их свойств важным является применение тренажерных средств. Основу работ, выполняемых на тренажерном оборудовании, составляют модульные элементы, позволяющие реализовать на каждом рабочем месте (стенде) большое количество экспериментов. Задачи
охватывают демонстрацию основных законов и явлений (например, диффузии) и включают эксперименты по подбору значений параметров для математических моделей, а также сопровождаются обработкой полученных данных на ЭВМ [6].
Тренажерные средства существенно повышают качество обучения, т.к. позволяют формировать индивидуальные планы экспериментов с учетом специализации студентов; обеспечивают фронтально-тематическую технологию проведения занятий; повышают интенсивность изучения предмета за счет быстрого доступа студента к эксперименту (сборка и настройка эксперимента с помощью модулей занимает значительно меньше времени); развивают самостоятельность и
активность, предоставляя возможность выбора методов и средств измерения [1].
Модульный принцип организации лабораторного практикума вырабатывает у студента уверенность при обращении с оборудованием, закрепляет базовые знания, что имеет большое значение для дальнейшего обучения и будущей профессиональной деятельности.
Практикум с использованием тренажерного оборудования может быть успешно применен при изучении ряда смежных дисциплин естественнонаучного цикла. Тренажерное оборудование обычно используется в ходе практических занятий, но возможно его использование для сопровождения лекционных занятий.
Литератаура
1. Лабораторное оборудование [Электронный ресурс] Режим доступа http://www.resonance-ed.com/ru/
2. Лабораторное оборудование в Тревизо [Электронный ресурс]
http://www.elettronicaveneta.com/education/index.php?optio
n=com_docman&Itemid=620
3. Гуров В.Н. Инновационная деятельность
преподавателя высшей школы в контексте приоритетного национального проекта «Образование» // Инновации в образовании, № 6, 2008. С. 84.
4. Свойства тканей [Электронный ресурс] Режим доступа http://fabrics.net.ua/a6996-svojstva-tkanej.html
5. Кузьмичев, В.Е. Теория и практика процессов склеивания деталей одежды / В.Е. Кузьмичев, Н.А. Герасимова - М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 256с.
6. Абуталипова, Л.Н. Компетентностная подготовка в области информационных технологий студентов технологической специальности (на примере проблем материаловедения по оптимизации свойств полимернотекстильных материалов) / Л.Н. Абуталипова, Р.Р. Фаткуллина, Д.Р. Зиятдинова // Вестник Казан. технол. ун-та. 2010. - № 8. - С. 436 - 439.
© Р. Р. Фаткуллина - канд. биол. наук, доц. каф. моды и технологии КНИТУ, [email protected].
