CC BY
18
НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ТЕХНОЛОГИИ ДИФФЕРЕНЦИРОВАННОГО ОБУЧЕНИЯ КУРСАНТОВ ДИСЦИПЛИНЕ «ФИЗИКА» С МОДЕЛИРОВАНИЕМ
МЕЖДИСЦИПЛИНАРНОГО Сушко Т.И.1, Караев Р.Ш.2, Попов С.В.3, Пашнева Т.В.4 Email: Sushko658@scientifictext.ru
1 Сушко Татьяна Ивановна - кандидат технических наук, доцент, старший преподаватель;
2Караев Руслан Шевкетович - курсант; 3Попов Сергей Викторович - кандидат физико-математических наук, доцент;
4Пашнева Татьяна Владимировна - кандидат физико-математических наук, доцент,
преподаватель, кафедра физики и химии, Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил Военно-воздушная академия им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина,
г. Воронеж
Аннотация: в статье рассматриваются технологии дифференцированного обучения курсантов дисциплине «Физика» с моделированием междисциплинарного, по индивидуальному плану в рамках военно-научной секции кафедры физики и химии для систематизации знаний и цифровизации технологий образования на примерах реального производства деталей авиационного назначения специальности «Техническая эксплуатация и восстановление боевых и летательных аппаратов и двигателей». Одной из основных задач вуза, в том числе и военного, является стимулирование обучающихся к приобретению знаний, формирование компетенций в соответствии требованием с образовательного стандарта. Выполнение этой задачи зависит от правильного выбора и умелого применения большого арсенала методов обучения, при этом каждый метод реализует определенную функцию процесса обучения, например, разные виды визуализации - натуральные (лекционные демонстрации, фрагменты видеофильмов), изобразительные (схемы, рисунки), символические (использование моделей, обозначений) и др.
Ключевые слова: дифференцированное обучение, моделирование, граничные условия, проект.
SOME ASPECTS OF TECHNOLOGY OF THE DIFFERENTIATED TRAINING OF COURSES OF THE DISCIPLINE "PHYSICS" WITH MODELING OF INTERDISCIPLINARY Sushko T.I.1, Karaev R.Sh.2, Popov S.V.3, Pashneva T.V.4
1Sushko Tatiana Ivanovna - Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor, Senior Lecturer;
2Karaev Ruslan Shevketovitch - Cadet; 3Popov Sergey Viktorovitch - Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Assistant Professor;
4Pashneva Tatiana Vladimirovna - Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Assistant
Professor, Senior Lecturer, DEPARTMENT OF PHYSICS AND CHEMISTRY, MILITARY EDUCATIONAL AND SCIENTIFIC CENTER OF AIR FORCE N.E. ZHUKOVSKY AND YU.A. GAGARIN AIR FORCE ACADEMY, VORONEZH
Abstract: the article discusses the technology of differentiated training of cadets in the discipline "Physics " with interdisciplinary modeling, according to an individual plan in the military-scientific section of the Department of Physics and Chemistry to systematize knowledge and digitization of education technologies using the examples of real production
of aviation parts aircraft and engines ". One of the main objectives of the university, including the military, is to encourage students to acquire knowledge, the formation of competencies in accordance with the requirement of the educational standard. The implementation of this task depends on the correct choice and skillful use of a large arsenal of teaching methods. in addition, each method implements a specific function of the learning process, for example, different types of visualization — natural (lecture demonstrations, video fragments), figurative (diagrams, drawings), symbolic (using models, symbols) Keywords: differentiated learning, modeling, boundary conditions, project.
УДК 378
Можно выделить основные технологии, используемые преподавателем при активной и интерактивной формах обучения [1]:
1. Активного (контекстного) обучения (моделирование междисциплинарного обучения и профессиональной деятельности).
2. Дифференцированного обучения (индивидуальное выполнение практических заданий на основе междисциплинарного взаимодействия, реальных технологических процессов).
Технология дифференцированного обучения, реализуемая при работе с курсантами по индивидуальному плану в военно-научной секции кафедры физики, включает их в разнообразные виды созидательной продуктивной деятельности. Активно применяются технологии работы с источниками информации являющимися средствами организации деятельности, а не целью обучения, позволяющие развивать сотрудничество, партнерство, корпоративность ответственность за результат совместной деятельности - технологического проекта. Целью дифференцированных методов обучения является интерактивное включение курсантов с высоким уровнем школьной, вузовской подготовки в образовательный и научно-технический процесс, позволяет им:
1) развивать аналитическое мышление (выделение причинно-следственных связей, рассмотрение новых идей и знаний в сопоставлении с уже имеющимися, выделение ошибок в рассуждениях);
2) ориентироваться в источниках информации;
3) формулировать выводы и делать обобщения, создавать проектно-технические решения.
Конечный результат это систематизация полученных знаний на примерах реального производства деталей авиационного назначения и навыки моделирования процессов затвердевания отливок, используемый в практической деятельности предприятий оборонного комплекса. При этом курсанты оценивают результат своих действий, нахождение и исправления собственных ошибок, самоконтроль. Подготовка военных специалистов, владеющих современным пакетом CAD-программ для ускорения внедрения технологий (в данном случае литейных), замены неисправленной детали методом аддитивных технологий, является актуальной проблемой, позволяет систематизировать полученные в процессе обучения знания, начиная с первого курса. Курсанты, дополнительно знакомятся с достижениями российской науки, российскими пакетами CAD-программ сравнивая их с мировыми, и изучают физико-химические процессы на конкретных примерах из реального производства деталей, технология изготовления которых не имеет гриф «Секретно».
Предмет исследования - Компьютерное моделирование динамики заполнения формы.
Источниками исследования являются:
- отечественные исследования, содержащие материалы конференций по проблеме исследования, статьи в специализированных журналах;
- технологический процесс изготовления отливки, предоставленный предприятиями (г. Воронеж);
- пакет программ CAD - программ «Компас», «Solidworks 2015», система компьютерного моделирования литейных процессов LVM Flow, предоставленными для работы в ООО « Промодель» (г. Воронеж).
Программы компьютерного моделирования способны адекватно отразить картину физико-химических процессов, происходящих при заполнении жидким металлом формы. При разработке математической модели литейного процесса используют дифференциальные уравнения, описывающие механизм процесса и основанные на фундаментальных законах физики. Курсанты под руководством преподавателя учатся составлять условия однозначности, характеризующие данный конкретный процесс и представляющие собой совокупность:
1) физического (физические свойства металла и формы);
2) геометрического (конфигурация и размеры отливки и формы);
3) начального (значения параметров процесса в исходный момент времени);
4) граничного (условий взаимодействия отливки с формой и формы с окружающей средой).
Для решения уравнений в частных производных используют три основных метода - метод конечных разностей (МКР), метод контролируемых объемов (МКО) и метод конечных элементов (МКЭ). В программном комплексе LVM Flow, применяемом курсантами для моделирования процессов затвердевания, реализованы физико-математические модели, включающие в себя:
- уравнения теплопроводности в неоднородной среде, состоящей из расплава и формообразующих материалов, теплофизические свойства которых зависят от температуры.
- уравнения Навье-Стокса для ламинарного течения несжимаемой жидкости. Уравнения решаются на кубической сетке методом конечного объема (МКО). Для расчета движения свободной поверхности расплава в процессе заполнения формы используется модифицированный метод VOF (volume of fluid) (рисунок 1 );
- термогравитационную модель дефектов усадочного происхождения, связанную с анализом поведения локализованных жидких областей.
Банк материалов LVMFlow производит приближенный расчет положения фазовых равновесий многокомпонентного сплава методом деформации двухкомпонентной диаграммы состояния. Данные по сплавам в базе данных разбиты на классы: углеродистые стали, легированные стали, чугуны, бронзы, силумины и т.д. Кроме классов литейных сплавов, в базу данных включен класс материалов форм, куда занесены наиболее часто применяемые формовочные материалы, огнеупоры, изоляционные материалы и металлы.
В качестве исходных данных курсанты используют:
1. чертеж детали (или её электронная CAD-модель);
2. требования к оснастке, предъявляемые литейным цехом.
Рис. 1. Виртуальные датчики и кинетические зависимости процесса затвердевания по фазам
в отливке
Курсантами приобретаются навыки цифровизации учебной и научной деятельности:
1) умения построения 3^ модели детали;
2) моделирования процессов затвердевания в отливках.
На рисунке 2 показан весь цикл технологии и цифровизации обучения.
Чертеж детали
ту утт
3-d модель отливки
3-d модель отливки Виртуальные с ЛПС
датчики
. MtrKVVtaM
Дефектные места в отливке
Экзотермический обогрев
Температурные поля в отливке ( уравнение теплопроводности в неоднородной среде)
Рис. 2. Создание цифрового проекта
Занятия курсантов по методике междисциплинарного взаимодействия позволяет им провести эксперимент, проиллюстрировать, спрогнозировать, анализировать полученные результаты, получать дополнительный объем знаний по теоретическим разделам физики и химии, физической химии, материаловедению, инженерной графике, технологии конструкционных материалов, информационным технологиям. Работа с современными средствами компьютерной техники при расчетах и обработке экспериментальных данных позволяет приобрести начальные навыки для самостоятельного овладения новыми методами и теориями, необходимыми в практической деятельности современного военного инженера, быть ему адаптированным в условиях новой цифровой школы и в виртуальной реальности провести эксперимент и найти правильное решение проблемы. На кафедре физики и химии имеется возможность, сотрудничать с ООО «Промодель» и частными литейными предприятиями города, изучать лицензионный программный продукт LVMFlow, что делает изучение дисциплин не только теоретическим, но и позволяет заглянуть «в глубь» процессов.
Список литературы /References
1. Скакун В.А. Основы педагогического мастерства: Учебное пособие. М.: Форум: Инфра-М., 2008. 208 с.
2. Общее понятие о технологиях в обучении / С.Ю. Диденко, Т.В. Загоруйко, Е.Е. Лактионова, С.В. Потапова // Аспекты и тенденции педагогической науки: материалы I Междунар. науч. конф. (г. Санкт-Петербург, декабрь 2016 г.). СПб.: Свое издательство, 2016. С. 1-3.
3. Лаврентьев Г.В., Лаврентьева Н.Б. Инновационные обучающие технологии в профессиональной подготовке специалистов. Барнаул: Изд-во АлтГУ, 2002. 146 с.
4. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования : учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Е.С. Полат, М.Ю. Бухаркина, М.В. Моисеева, А.Е. Петров; под ред. Е.С. Полат. 3-е изд., испр. и доп. М.: Издательский центр «Академия», 2008. 272 с.
5. Большой психологический словарь / под ред. Б.Г. Мещерякова, В.П. Зинченко. 4-е изд., расширенное. СПб.: Прайм-ЕВРОЗНАК, 2009. 811 с.
6. Сушко Т.И., Болдырева Я.А., Караев Р.Ш. Некоторые аспекты технологии интерактивного обучения курсантов дисциплине «Физика» // Материалы междунар. научно-практич. конференции «Воронежская педагогическая школа: опыт прошлого - вызов современности», Воронеж, 6-7 апреля 2018 [под ред. И.Ф.Бережной, С.В. Поповой]. Воронеж: Изд-во ВГУ. С. 149-151.
7. Сушко Т.И., Хоанг Ван Хау, Попов С.В./ Анализ изготовления отливки из оловянной бронзы посредствам компьютерного моделирования// Вестник научных конференций, 2017. № 5-2 (21). С. 114-117.
8. Сушко Т.И., Хоанг Ван Хау, Попов С.В., Пашнева Т.В. /Компьютерное моделирование как аспект ресурсосберегающих технологий при выборе оптимального способа литья // Научный альманах, 2017. № 5-3(31). С. 125-129 (г. Тамбов).
9. Сушко Т.И., Хоанг Ван Хау, Чернышев И.М., Караев Р.А., Пашнева Т.В.II Компьютерное моделирование литейной технологии и адаптация к реальному производству./3-й Международный молодежный симпозиум. Современные проблемы математики, 2017.
РАЗВИТИЕ И ПОДДЕРЖКА ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ
СПОСОБНОСТЕЙ ОДАРЕННЫХ ДЕТЕЙ
В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ 1 2 Самарова Ш.Р. , Расулова Г.А.
Email: Samarova658@scientifictext.ru
1Самарова Шохиста Рабиджановна - кандидат психологических наук, доцент, кафедра педагогики и психологии; 2Расулова Гулинисо Анваровна - студент, факультет педагогики, Чирчикский государственный педагогический институт, г. Чирчик, Республика Узбекистан
Аннотация: в статье раскрываются педагогические и психологические аспекты развития и поддержки интеллектуальных способностей одаренных детей в процессе обучения. В сфере психосоциального развития у одаренных детей сильно доминирует чувство справедливости, проявляющееся очень рано. В процессе реформирования образования важное значение имеет социальная защита одаренных детей через создание для них специальных условий жизнедеятельности, при которых их способности могли бы получить максимальное развитие, в чем заинтересованы не только сами одаренные, но и все общество в целом.
Ключевые слова: развития, интеллектуальные способности одаренных детей, обучения, интерес.
DEVELOPMENT AND SUPPORT OF INTELLECTUAL ABILITIES
OF GIFTED CHILDREN IN THE LEARNING PROCESS
12 Samarova Sh.R.1, Rasulova G.A.2
1Samarova Shohista Rabidjanovna - Candidate of Psychological Sciences, Associate Professor, DEPARTMENT PEDAGOGY AND PSYCHOLOGY;
2Rasulova Guliniso Anvarovna - Student, FACULTY OF PEDAGOGY, CHIRCHIK STATE PEDAGOGICAL INSTITUTE, CHIRCHIK, REPUBLIC OF UZBEKISTAN
