CC BY
13
Образное мышление развивается на основе слухового и интонационного опыта, собственных ощущений, особенностей восприятия, но очень важно наличие волевых качеств, которые позволяют соединить в единое целое мыслительный и исполнительский процессы и донести до слушателя созданный образ. Именно волевые качества, помогающие в преодолении трудностей при движении к цели, будут решающими на пути к воплощению задуманного.
Петрушин В.И. полагает, что образное мышление музыканта концентрируется на трех аспектах деятельности:
1) продумывание образного строя произведения, его настроение, ассоциации, мысли;
2) обдумывание материальной ткани произведения, то есть логика развития мысли, особенность мелодии, динамики, фактуры, формы;
3) нахождение путей, способов и средств воплощения мыслей и чувств [3, с. 209].
И, таким образом, «переживание выразительной сущности музыкального художественного образа, понимание принципов материального конструирования звуковой ткани, умение воплотить это единство в волевом акте творчества или интерпретации музыки - вот что представляет собой музыкальное мышление в действии» [3, с. 210].
В заключение нужно подчеркнуть, что музыкальный образ создается и осознается через жизненные ассоциации, опыт, музыкальный анализ, термины и по-
Библиографический список
нятия, а они опираются на пережитые сознательные и бессознательные эмоции, приобретенные знания и умения. И в связи с этим мыслительные процессы в купе с разного рода ассоциациями и музыкальными воспоминаниями обобщают эти образы, выводя музыкальное мышление на творческий уровень.
Выбирая методы работы, важно иметь в виду:
1) сложность процесса развития музыкально-образного мышления в учебном процессе, которая состоит в его многообразии, связи со многими сторонами обучения, подборе методов и приемов, соответствующих конкретной ситуации;
2) необходимость учета следующих педагогических условий:
- развитие и совершенствование основных музыкальных качеств: чувство ритма, музыкальная память, слух, певческие навыки, развитие музыкального кругозора и общих знаний;
- совершенствование музыкальных и общих знаний для грамотного и глубокого прочтения и анализа музыкального и поэтического текста;
- развитие воображения и фантазии, эмоциональной сферы;
- умение анализировать и выбирать средства выразительности, которые могут использоваться для создания конкретного художественного образа;
- становление певческой воли, умения управлять эмоциями.
Дальнейшее изучение проблемы может быть связано с требованиями к современному процессу музыкального образования, развитием методик обучения в учебных заведениях.
1. Ганслик Э. О музыкально-прекрасном: Опыт переосмысления музыкальной эстетики. Москва: Либроком, 2021.
2. Дмитриев Л.Б. Основы вокальной методики. Москва: Музыка, 2000.
3. Петрушин В.И. Музыкальная психология: учебное пособие для вузов. Москва: Академический проспект; Трикста, 2008.
4. Живов В.И. Хоровое исполнительство: Теория. Методика. Практика: учебное пособие для студентов высших учебных заведений. Москва: Гуманитарный издательский центр ВЛАДОС, 200Э.
5. Готсдинер А.Л. Музыкальная психология. Москва: Международная академия педагогических наук, 199Э.
6. Шамина Л.В. Об искусстве народного пения. Традиционный фольклор и современные народные хоры и ансамбли: сборник научных трудов. Ленинград: ЛГИТМиК, 1989: 20 - Э1.
У. Шамина Л.В. Основы народно-певческой педагогики: учебное пособие. Санкт-Петербург: Издательство «Лань»; Издательство «ПЛАНЕТА МУЗЫКИ», 201У. References
1. Ganslik 'E. O muzykal'no-prekrasnom: Opytpereosmysleniya muzykal'noj 'estetiki. Moskva: Librokom, 2021.
2. Dmitriev L.B. Osnovy vokal'nojmetodiki. Moskva: Muzyka, 2000.
3. Petrushin V.I. Muzykal'nayapsihologiya: uchebnoe posobie dlya vuzov. Moskva: Akademicheskij prospekt; Triksta, 2008.
4. Zhivov V.I. Horovoe ispolnitel'stvo: Teoriya. Metodika. Praktika: uchebnoe posobie dlya studentov vysshih uchebnyh zavedenij. Moskva: Gumanitarnyj izdatel'skij centr VLADOS, 200Э.
5. Gotsdiner A.L. Muzykal'naya psihologiya. Moskva: Mezhdunarodnaya akademiya pedagogicheskih nauk, 199Э.
6. Shamina L.V. Ob iskusstve narodnogo peniya. Tradicionnyj fol'klor i sovremennye narodnye hory i ansambli: sbornik nauchnyh trudov. Leningrad: LGITMiK, 1989: 20 - Э1. У. Shamina L.V. Osnovy narodno-pevcheskojpedagogiki: uchebnoe posobie. Sankt-Peterburg: Izdatel'stvo «Lan'»; Izdatel'stvo «PLANETA MUZYKI», 201У.
Статья поступила в редакцию 14.03.22
УДК 378+514.18
Ten M.G., senior teacher, Novosibirsk State University of Civil Engineering (Sibstrin) (Novosibirsk, Russia), E-mail: manana2008@gmail.com Ermoshkin E.V., senior teacher, Novosibirsk State University of Civil Engineering (Sibstrin) (Novosibirsk, Russia), E-mail: e.ermoshkin@sibstrin.ru
OPTIMIZATION OF GRAPHIC TRAINING OF STUDENTS OF CONSTRUCTION UNIVERSITY UNDER CONDITIONS OF DIGITALIZATION OF EDUCATION.
The article solves a problem of formation of professional competencies of specialists-engineers in the context of a change in the educational paradigm. The paradigm defines guidelines for the digitalization of education with priorities in the development of the creative qualities of the individual [1]. A learning approach is disclosed, the basis of which is distance technologies, which make it possible to effectively implement the assimilation of modern educational programs in a digital environment. Distance technologies include courses with the Moodle (Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment) system, an educational channel for an engineering and computer graphics teacher, as well as methods and techniques that allow students to develop their professional competencies under lockdown conditions.
Key words: students of construction university, professional competencies, graphic training, digitalization of education, courses in Moodle system, video tutorials.
М.Г. Тен, ст. преп., Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин), г. Новосибирск, E-mail: manana2008@gmail.com
Э.В. Ермошкин, ст. преп., Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин), г. Новосибирск, E-mail: e.ermoshkin@sibstrin.ru
ОПТИМИЗАЦИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ СТРОИТЕЛЬНОГО ВУЗА В УСЛОВИХ ЦИФРОВИЗАЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ
Статья посвящена решению проблемы формирования профессиональных компетенций специалистов-инженеров в условиях изменения образовательной парадигмы. Парадигма определяет ориентиры на цифровизацию образования при приоритетах в развитии творческих качеств личности. Раскрыт подход к обучению, основой которого стали дистанционные технологии, позволяющие эффективно реализовать усвоение современных образовательных программ в цифровой среде. Дистанционные технологии включают в себя курсы в системе Moodle (Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment), учебный канал преподавателя инженерной и компьютерной графики, а также методы и приемы, позволяющие реализовать формирование профессиональных компетенций обучающихся в условиях локдауна.
Ключевые слова: студенты строительного вуза, профессиональные компетенции, графическая подготовка, цифровизация образования, курсы в системе Moodle, видеоуроки.
Согласно распоряжению Правительства Российской Федерации от 02.12.2021 г № 3427-р, «целью цифровой трансформации является обеспечение эффективной информационной поддержки участников образовательных отношений в рамках организации процесса получения образования и управления образовательной деятельностью» [1]. Согласно этому документу «задачами цифровой трансформации являются: повышение эффективности процессов функционирования организаций, осуществляющих образовательную деятельность; предоставление равного доступа к качественному верифицированному цифровому образовательному контенту и цифровым образовательным сервисам на всей территории Российской Федерации всем категориям обучающихся; формирование набора сервисов с единой точкой доступа к цифровым образовательным ресурсам, направленным на повышение уровня цифровой культуры» [2]. А.А. Темербекова подчеркивает, что «образование направлено на подготовку нового поколения к жизни в современных информационных условиях, к самообучению и восприятию информации» [3, с. 146]. В.М. Розин отмечает, что цифровиза-ция влечет за собой существенную трансформацию целей, содержания и форм образования: многие привычные в рамках традиционной педагогики формы обучения уходят, а на их место становятся новые, что, в свою очередь, требует «компьютерной грамотности» [4].
Распоряжение Правительства касается общего и среднего образования, поэтому централизованные усилия будут направлены, прежде всего, на школы, лицеи, колледжи. Вузам же предоставлена возможность самостоятельно формировать свою цифровую образовательную среду.
Цифровое образовательное пространство - это единство глобального и локального информационного, воспитательного, организационного полей [5]. Структура цифрового образовательного пространства определяет его обучающий потенциал. Поэтому важно осознанно подходить к выбору компонентов цифровой образовательной среды и способов их организации. В последние годы выросло количество научно-педагогических исследований, посвященных вопросам циф-ровизации в высшем образовании. Наиболее интересными мы считаем работы, выполняемые сейчас в Омском государственном университете путей сообщения [6; 7; 8]. В большинстве исследований отмечается, что цифровое образовательное пространство вуза должно формироваться с опорой на результаты теоретических и практических исследований.
Вопросам формирования цифрового образовательного пространства кафедры инженерной и компьютерной графики посвящены исследования Вольхина К.А., Болбат О.Б., Андрюшиной Т.В., Петуховой А.В. [9; 10; 11]. В работах обозначены противоречия, связанные с необходимостью внедрения цифровых технологий и низкими индексами цифрового развития локальных образовательных сред некоторых кафедр. Отмечается необходимость и актуальность проведения теоретических и практических исследований, направленных на изучение мотиваци-онно-целевых установок студентов, поступающих в строительные вузы, особенности когнитивного мышления современных студентов, их восприятия, а также уровня и качества знаний по геометрии и черчению, сформированные на этапах обучения, предшествующих поступлению в вуз, уровня развития пространственного мышления студентов-первокурсников и других аспектов, имеющих влияние на итоговую результативность обучения.
Цель нашей работы - сформировать локальную цифровую образовательную среду нового типа, отвечающую современным требованиям к учебно-образовательному контенту по графическим дисциплинам.
Задачи работы: определить основные направления цифровизации образовательного контента; выявить наиболее эффективные средства обучения и контроля знаний в цифровой среде; создать, апробировать и внедрить в учебный процесс контент нового типа.
Новизна заключается в том, что создан уникальный цифровой образовательный ресурс, предназначенный для обучения студентов строительного вуза инженерной и компьютерной графике. Разработанный учебный курс полностью соответствует современным требованиям к образовательному контенту, обеспечивает формирование необходимых будущему специалисту компетенций.
Практическая значимость работы заключается в том, что все материалы, разработанные в рамках проекта, внедрены в учебный процесс в Новосибирском государственном архитектурно-строительном университете и доказали свою эффективность. Кроме того, большая часть материалов размещена в открытом доступе и используется специалистами родственных кафедр из других университетов страны.
Работа выполнена на кафедре инженерной и компьютерной графики Новосибирского государственного архитектурно-строительного университета. Проект создавался в течение нескольких лет. На первом этапе были выявлены пути и средства цифровизации образовательного пространства. На основании анализа дискуссионных материалов международных и общероссийских конференций по проблемам графической подготовки, а также материалов научного монодисциплинарного журнала «Геометрия и графика» было принято решение о необходимости трансформации технологии обучения начертательной геометрии, инженерной и компьютерной графике, разработки нового информационного контента и внедрения в образовательную практику дополнительных обучающих ресурсов. Мы согласны с мнением Е.В. Усановой, что в сложившихся условиях возрастающих требований к результатам обучения (компетенциям) и интенсивного роста обучающей информации «традиционные технологии обучения оказываются ма-
лопригодными» [12, с. 59]. И.Ю. Жмурова отмечает, что образование стало более технологичным [13]. При выборе методики обучения предпочтение следует отдавать тем педагогическим приемам, которые одинаково хорошо зарекомендовали себя как в условиях очного формата, так и в условиях дистанционного формата обучения. Наш опыт и наших коллег накопленный за несколько периодов лок-даунов, случившихся за последнее время, показал, что наиболее эффективным является смешанный формат обучения: очная форма проведения занятий плюс дистанционные формы консультирования студентов, дополнительные занятия в формате видеоконференций, контактная работа с обучающимися посредством чатов и сообщений, виртуальные помощники [14-19].
В ходе констатирующего эксперимента были подготовлены пилотные проекты, включавшие разработку различных средств обучения (текстовые и видеопособия). Изучены статистические данные, включающие информацию о количестве обращений пользователей к различным элементам образовательного контента. Анализ активности пользователей показал, что наибольшее число обращений зафиксировано на элементах с видеоконтентом. Дополнительно были проведены опросы среди студентов, которые показали, что самыми популярными образовательными ресурсами являются обучающие материалы в видеоформате или в форме визуальной инструкции. Согласно проведенным исследованиям, более 68% студентов предпочитают изучать новый материал на основе видеороликов, 18% предпочитают интерактивные учебные пособия в форме пошаговых инструкций (последовательность слайдов с кнопками управления вперед - назад), 6% респондентов указали в качестве предпочтительной формы подачи информации обычный статичный текст (на бумажном или электронном носителе), и только 2% предпочли гипертекстовый документ (веб-страница, содержащая текст, изображения, видео и гиперссылки для переходов). Надо отметить, что 6% студентов не определились с выбором.
Таким образом, трансформация информационного пространства кафедры должна предполагать насыщение электронной образовательной среды материалами в видеоформате.
Цифровое пространство кафедры инженерная и компьютерная графика включает два вида ресурсов: материалы, доступные только в локальной образовательной среде вуза, и материалы, размещенные в мировом образовательном пространстве.
Локальная образовательная среда кафедры создана на базе системы Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment (далее - система Moodle). Система Moodle является универсальной платформой с обширным инструментарием, позволяет размещать текстовый учебно-методический материал, веб-страницы, базы данных, опросы, тесты, создавать беседы, видеоконференции, проводить и записывать практические занятия и лекции.
Над разработкой курса «Инженерная и компьютерная графика» для НГА-СУ трудились высококлассные специалисты. На данный момент в электронной образовательной среде размещено более 480 вариантов практических заданий, более 470 электронных страниц лекций, 535 пошаговых анимированных инструкций, 45 презентаций, более 20 электронных пособий и учебников. Все материалы являются оригинальными авторскими разработками, соответствуют программам обучения, предназначены для организации аудиторной работы студентов строительного вуза, самостоятельной работы. Пособия могут быть использованы в режиме очного, заочного или дистанционного форматов обучения. Учебный курс скомплектован таким образом, что позволяет формировать профессиональные компетенции специалистов-инженеров с учетом ключевого вектора развития, направленного на глобальную цифровизацию всех отраслей. Студенты осваивают инструментарий решения прикладных задач с помощью цифровых электронных учебных ресурсов. Технология обучения направлена на развитие как профессиональных компетенций, так и самообразовательных компетенций. Большой объем материалов, предназначенных для самостоятельного освоения, создает ресурсное поле для развития познавательной активности обучающихся и обеспечивает формирование самостоятельности, самоорганизации, самоконтроля. Возможность получить доступ к образовательным ресурсам из любой точки и с любого устройства положительно сказывается на результатах обучения.
Данные мониторинга результатов обучения показывают рост качественной успеваемости, наблюдаемый после активного внедрения в учебный процесс видеоконтента. Согласно данным по десяти учебным группам с общей численностью 150 человек, семьдесят процентов студентов освоили курс на оценку «отлично» и «хорошо» (рис. 1). Оценку неудовлетворительно получили только 8% студентов. Это позволило сохранить контингент студентов в сложнейших условиях локдауна, связанного с эпидемией коронавируса. В контрольной выборке студентов неудовлетворительные оценки по начертательной геометрии получили почти двадцать процентов студентов первого курса. Таким образом, использование педагогических практик с акцентом на видеоформат позволило сохранить значительную часть контингента студентов.
Наравне с ресурсами локальной электронной образовательной среды Moodle на кафедре инженерной и компьютерной графики активно развиваются индивидуальные образовательные видеоканалы преподавателя, которые размещаются в открытом доступе. Видеоуроки, разработанные в рамках развития индивидуальных образовательных каналов преподавателей НГАСУ, размещены на площадке Youtube.
Ol Отлично
■ Хорошо
Удо ал етво р ител ьно
■ Неудовлетворительно
Рис. 1. Результаты экзамена по начертательной геометрии а экспериментапанойвыборке (в%отобщего числаучастников)
Нааример,нака нале Marinagermanovnaten размещено более 282 единиц учебнпговиденвпо еокурвым п|еомротромнпса мент написания статьи 2 443 795 часов. Наиболее популярны среди студентов видеоролики, содержащие уроки для самостоятельного освоения систем AutoCAD, AutoCAD Architecture, Revit, Renga, Gimp, Компас 3D, мастер-классы по решению задач по начертательной геоумтвырпкнжэвенуойгррфипе, а пакамматсмиалвыыбпкодгоаовки к экзамену. Оля сиснемптирацоиметoаУчecкыраaтepиaоoв испоррз^тсяплайлмпты.С^-
Библиографическийсписок
дентам предлагается несколько категорий видеоуроков: плейлист, содержащий пособия по решению задач начертательной геометрии средствами компьютерного моделирования; плейлист, содержащий пособия по решению задач традиционными методами (геометрические преобразования на чертеже); плейлист с видеорекомендациями для подготовки к экзаменам по начертательной геометрии. Аудитория канала все время растет (в настоящее время у канала более восьми тысяч подписчиков), и это говорит об интересе студентов к информации в видео формате.
Проведенная работа по трансформации образовательной среды дала положительные результаты. Создан новый качественный образовательный ресурс, предназначенный для ресурсного обеспечения процесса обучения. Своевременная цифровизация образовательного контента и правильный подбор методик и технологий обучения позволили избежать критических потерь контингента студентов в периоды локдаунов. В результате преобразования части учебных материалов в видеоформат повысилась качественная успеваемость студентов по наи более сложным дисциплинам: «Начертательная геометрия», «Инженерная и компьютернаяграфика». Исноаьзование открытых платформ для размещения дополнительной информации способствовало развитию познавательной активности студентов. Видеоуроки дополняют материал базового курса по инженерной и компьютерной графике, выполняют функцию видеопомощника для студента, являются востребованным и популярным учебным ресурсом.
Задачи, поставленные в рамках данного проекта, решены, цели достиг-фрты, но работа, связанная с цифровизацией образовательного пространства, Нуает градолже на.
1. Стратегическоенаправление вобластицифровойтрансформации образования, относящейся ксфередеятельности Министерства просвещения Российской Федерации: распоряжение Правительства Российской Федерации от 02 декабря 2021 г № Э42У-р. Официальный интернет-портал правовой информации: государственная система правовой информации. Available at: http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/00012021120У0025
2. Об утверждении государственной программы Российской Федерации «Развитие образования»: постановление Правительства РФ от 26 дек. 201У г № 1642: Официальный интернет-портал правовой информации: гос. система правовой информации. Available at: http://pravo.gov.ru/proxy/ips/?doc_itself=&nd=102456645&page=1&r dk=29&intelsearch=1642#I0
3. ТемербековаА.А., ГальцоваН.П.Интерактивное обучение:опытиперспективы. Информация и образование: границы коммуникаций. 2015; № У (15): 146 - 148.
4. Розин В.М. Цифровизация в образовании (по следам исследования «Трудности и перспективы цифровой трансформации образования»). Мир психологии. 2021; № 1-2 (105):104-115.
5. Ермошкин Э.В. К вопросу о переподготовке кадров в период цифровой трансформации общества. Актуальные проблемы совершенствования высшего образования: тезисыдокладовХ^Всероссийскойнаучно-методическойконференции.Ярославль,2020:9Э - 94.
6. Сидорова Е.А., Голубева Н.В., Давыдов А.И. и др. Использование электронных учебно-методических комплексов на основе алгоритмизации информационных про-цессовпри решениизадачцифровизации: отчетоНИР. Омск,2020.
У. ВетровС.А.,Марцева Л.М.,КостаревС.В.идр. Влияние цифровизации насоциальную трансформацию: отчет о НИР. Омск, 2020.
8. Сидорова Е.А., Белоглазова Н.А., Ведякин Ф.Ф. Теоретические основы и практическая значимость цифровизации образовательного процесса при подготовке будущихинженеров:отчетоНИР.Омск,2021.
9. Петухова А.В. Образовательное пространство кафедры графического цикла в условиях глобальной цифровизации образования. Профессиональное образование в современноммире. 2019;Т. 9,№ 2:2У86 -2У94.
10. Вольхин К.А. Влияние цифровых технологий на содержание инженерной графической подготовки студента строительного вуза. Экономические системы: целевые ориентиры в условиях четвертой промышленной революции: материалы Международной научно-практической конференции. Новосибирск, 2021: 14 - 19.
11. Болбат О.Б., Андрюшина Т.В. Разработка депозитария учебных заданий по дисциплине «использование программ демонстрационной графики». Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2021; № 10-2 (61): Э5 - ЭУ.
12. Усанова Е.В. Психолого-педагогические аспекты геометро-графичекой подготовки в техническом вузе с использованием медиа-технологий и CAD-систем. Геометрия и графика. 201Э; Т. 1, Выпуск 1: 59 - 62.
13. Жмурова И.Ю. Проблематика трансформации средств обучения в эпоху цифровизации образования. Социосфера. 2021; № Э: 45 - 4У.
14. Вольхин К.А., Астахова Т. А. Использование информационных технологий в курсе начертательной геометрии. Омский научный вестник. 2012; № 2: 282 - 286.
15. Болбат О.Б., Хекало О.Ю. Опыт перехода на дистанционное обучение в период пандемии коронавируса. Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2021; № 2-1 (5Э): 96 - 98.
16. Тен М.Г Формирование профессиональных компетенций студентов технических специальностей в процессе графической подготовки / М.Г. Тен // Геометрия и графика. - 2015. - Т. Э, №. 1. - C. 59 - 6Э. - DOI 10.12УЭУ/10459
IV. Тен М.Г. Решение актуальных проблем модернизации преподавания графических дисциплин. Актуальные проблемы модернизации высшей школы: модернизация отечественного высшего образования в контексте национальных традиций: материалы Международной научно-методической конференции. Новосибирск, 2019: 2У5 - 2У8.
18. Тен М.Г. Современные методы преподавания графических дисциплин. Условия эффективности качественной профессиональной подготовки в университете: материалы Международной научной-методической конференции. Новосибирск, 201У: 199 - 202.
19. Болбат О.Б., Петухова А.В., Андрюшина Т.В. Электронное учебно-методическое сопровождение дисциплин. Образовательные технологии и общество. 2019; Т. 22, № 2: У8 - 84.
References
1. Strategicheskoe napravlenie v oblasti cifrovoj transformacii obrazovaniya, otnosyaschejsya k sfere deyatel'nosti Ministerstva prosvescheniya Rossijskoj Federacii: rasporyazhenie Pravitel'stva Rossijskoj Federacii ot 02 dekabrya 2021 g. № Э42У-г. Oficial'nyj internet-portal pravovoj informacii: gosudarstvennaya sistema pravovoj informacii. Available at: http://publication.pravo.gov. ru/Document/View/0001202112070025
2. Ob utverzhdenii gosudarstvennoj programmy Rossijskoj Federacii "Razvitie obrazovaniya": postanovlenie Pravitel'stva RF ot 26 dek. 201У g. № 1642: Oficial'nyj internet-portal pravovoj informacii: gos. sistema pravovoj informacii. Available at: http://pravo.gov. ru/proxy/ips/?doc_itself=&nd=102456645&page=1&rdk=29&intelsearch=1642#I0
3. Temerbekova A.A., Gal'cova N.P. Interaktivnoe obuchenie: opyt i perspektivy. Informaciya iobrazovanie: granicy kommunikacij. 2015; № У (15): 146 - 148.
4. Rozin V.M. Cifrovizaciya v obrazovanii (po sledam issledovaniya "Trudnosti i perspektivy cifrovoj transformacii obrazovaniya"). Mirpsihologii. 2021; № 1-2 (105): 104 - 115.
5. Ermoshkin 'E.V. K voprosu o perepodgotovke kadrov v period cifrovoj transformacii obschestva. Aktual'nye problemy sovershenstvovaniya vysshego obrazovaniya: tezisy dokladov XIV Vserossijskoj nauchno-metodicheskoj konferencii. Yaroslavl', 2020: 9Э - 94.
6. Sidorova E.A., Golubeva N.V., Davydov A.I. i dr. Ispol'zovanie 'elektronnyh uchebno-metodicheskih kompleksov na osnove algoritmizacii informacionnyh processov pri reshenii zadach cifrovizacii: otchet o NIR. Omsk, 2020.
V. Vetrov S.A., Marceva L.M., Kostarev S.V. i dr. Vliyanie cifrovizacii na social'nuyu transformaciyu: otchet o NIR. Omsk, 2020.
8. Sidorova E.A., Beloglazova N.A., Vedyakin F.F. Teoreticheskie osnovy iprakticheskaya znachimost'cifrovizaciiobrazovatel'nogo processa pripodgotovke buduschih inzhenerov: otchet o NIR. Omsk, 2021.
9. Petuhova A.V. Obrazovatel'noe prostranstvo kafedry graficheskogo cikla v usloviyah global'noj cifrovizacii obrazovaniya. Professional'noe obrazovanie v sovremennom mire. 2019; T. 9, № 2: 2У86 - 2У94.
10. Vol'hin K.A. Vliyanie cifrovyh tehnologij na soderzhanie inzhenernoj graficheskoj podgotovki studenta stroitel'nogo vuza. 'Ekonomicheskie sistemy: celevye orientiry v usloviyah chetvertojpromyshlennoj revolyucii: materialy Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii. Novosibirsk, 2021: 14 - 19.
11. Bolbat O.B., Andryushina T.V. Razrabotka depozitariya uchebnyh zadanij po discipline "ispol'zovanie programm demonstracionnoj grafiki". Mezhdunarodnyjzhurnal gumanitarnyh i estestvennyh nauk. 2021; № 10-2 (61): 35 - 37.
12. Usanova E.V. Psihologo-pedagogicheskie aspekty geometro-grafichekoj podgotovki v tehnicheskom vuze s ispol'zovaniem media-tehnologij i CAD-sistem. Geometriya i grafika. 2013; T. 1, Vypusk 1: 59 - 62.
13. Zhmurova I.Yu. Problematika transformacii sredstv obucheniya v 'epohu cifrovizacii obrazovaniya. Sociosfera. 2021; № 3: 45 - 47.
14. Vol'hin K.A., Astahova T.A. Ispol'zovanie informacionnyh tehnologij v kurse nachertatel'noj geometrii. Omskij nauchnyj vestnik. 2012; № 2: 282 - 286.
15. Bolbat O.B., Hekalo O.Yu. Opyt perehoda na distancionnoe obuchenie v period pandemii koronavirusa. Mezhdunarodnyj zhurnal gumanitarnyh i estestvennyh nauk. 2021; № 2-1 (53): 96 - 98.
16. Ten M.G. Formirovanie professional'nyh kompetencij studentov tehnicheskih special'nostej v processe graficheskoj podgotovki / M.G. Ten // Geometriya i grafika. - 2015. - T. 3, №. 1. - C. 59 - 63. - DOI 10.12737/10459
17. Ten M.G. Reshenie aktual'nyh problem modernizacii prepodavaniya graficheskih disciplin. Aktual'nye problemy modernizacii vysshej shkoly: modernizaciya otechestvennogo vysshego obrazovaniya v kontekste nacional'nyh tradicij: materialy Mezhdunarodnoj nauchno-metodicheskoj konferencii. Novosibirsk, 2019: 275 - 278.
18. Ten M.G. Sovremennye metody prepodavaniya graficheskih disciplin. Usloviya 'effektivnostikachestvennojprofessional'nojpodgotovki v universitete: materialy Mezhdunarodnoj nauchnoj-metodicheskoj konferencii. Novosibirsk, 2017: 199 - 202.
19. Bolbat O.B., Petuhova A.V., Andryushina T.V. 'Elektronnoe uchebno-metodicheskoe soprovozhdenie disciplin. Obrazovatel'nye tehnologii i obschestvo. 2019; T. 22, № 2: 78 - 84.
Статья поступила в редакцию 19.03.22
УДК 621.391.072
Surzhikov V.F., Cand. of Sciences (Engineering), senior lecturer, Military Space Academy n.a. A.F. Mozhaisky (St. Petersburg, Russia),
E-mail: Vyacheslavs@bk.ru
Kompaniytsev A.V., cadet, Military Space Academy n.a. A.F. Mozhaisky (St. Petersburg, Russia), E-mail: Alexkompjin@yandex.ru
PHYSICAL INVESTIGATION OF NOISE IMMUNITY OF PHASE-KEYED SIGNALS IN DIGITAL MICROWAVE COMMUNICATION CHANNELS. The paper presents a study of signals with binary phase modulation (BPSK). As a physical model, a block diagram of a digital communication system with a phase-shift keyed signal is proposed, which consists of a transmitting part, a communication channel and a receiving part. The information source of the proposed circuit can be both an analog and a digital signal. The developed programs in the Matlab environment visually represent the graphs of the information signal and the modulated microwave signal with binary phase shift keying without interference, and under the influence of noise interference. The proposed communication system is evaluated by spectral efficiency. The spectral characteristics of the BPSK signals were obtained using the fast Fourier transform. The noise immunity of receiving microwave radio signals with BPSK was considered as the probability of a symbol error depending on the signal-to-noise ratio. A comparative analysis of noise immunity for signals with phase modulation with respect to signals with amplitude modulation has been carried out.
Key words: phase-shift keyed signal, signal simulation with Matlab, digital radio communication, additive white Gaussian noise, bit error probability, fast Fourier transform.
В.Ф. Суржиков, канд. техн. наук, доц., ФГБВОУ ВО «Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского» МО РФ (ВКА имени А.Ф. Можайского),
г. Санкт-Петербург, E-mail: Vyacheslavs@bk.ru
А.В. Компанийцев, курсант, ФГБВОУ ВО «Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского» МО РФ (ВКА имени А.Ф. Можайского),
г. Санкт-Петербург, E-mail: Alexkompjin@yandex.ru
ФИЗИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ ФАЗОМАНИПУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ В КАНАЛАХ СВЧ-СВЯЗИ
Настоящая статья посвящена исследованию сигналов с бинарной фазовой модуляцией (BPSK). В качестве физической модели предложена структурная схема цифровой системы связи с фазоманипулированным сигналом, которая состоит из передающей части, канала связи и приемной части. Источником информации предложенной схемы может служить как аналоговый, так и цифровой сигнал. Разработанные программы в среде Matlab наглядно представляют графики информационного сигнала и модулированного СВЧ радиосигнала с бинарной фазовой манипуляцией как без воздействия помех, так и при воздействии шумовых помех. Предлагаемая система связи оценивалась спектральной эффективностью. Спектральные характеристики сигналов с BPSK были получены с помощью быстрого преобразования Фурье. Помехоустойчивость приема СВЧ радиосигналов с BPSK рассматривалась как вероятность символьной ошибки в зависимости от отношения сигнал/шум. Проведен сравнительный анализ помехоустойчивости для сигналов с фазовой модуляцией по отношению с сигналами с амплитудной модуляцией.
Ключевые слова: фазоманипулированный сигнал, моделирование сигналов с Matlab, цифровая радиосвязь, аддитивный белый гауссовский шум, вероятность битовой ошибки, быстрое преобразование Фурье.
В настоящее время очень распространены цифровые методы передачи информации, такие как Интернет, спутниковое телевидение, мобильная связь, космическая связь и другие. Передача информации осуществляется на высокой частоте, например, для спутниковой связи используются диапазоны S (1,93-2,70 ГГц) и С (3,40-5,25 ГГц и 5,725-7, 075 ГГц). Эти частоты являются несущими. Для передачи информации широко используются цифровые сигналы. Для этой цели применяются операции дискретизации, квантования, модуляции и кодирования. В настоящее время во многих цифровых системах передачи информации используются сигналы c амплитудной, частотной и фазовой модуляциями [1].
Поэтому построение, исследование и реализация физической модели цифровых каналов СВЧ связи является актуальной задачей. Цель исследования: разработка программ оценки помехоустойчивости фазоманипулированных сигналов в условиях воздействия шумовых помех. Основными задачами в соответствии с целью исследования являются:
1. Разработка функциональной схемы цифрового канала связи с фазома-нипулированным сигналом.
2. Разработка комплекса программ в Matlab, который представляет сверхвысокочастотный сигнал с BPSK, при воздействии шумовой помехи.
3. Оценка помехоустойчивости этого сигнала.
Научная новизна. В статье предложены методы оценки помехоустойчивости СВЧ сигналов с BPSK (Binary Phase Shift Keying) и проведен анализ энергетической эффективности сигнала.
Теоретическая и практическая значимость результатов исследования: предложенные в статье методы оценки помехоустойчивости сигналов позволяют определить эффективность сигналов. Полученные результаты могут быть использованы в спутниковых системах связи для передачи навигационной информации с борта космического аппарата на Землю, а также в цифровых наземных системах связи.
На рис. 1 представлена функциональная схема цифрового канала связи с фазоманипулированным сигналом, который состоит из передающей и приемной частей и канала передачи информации. Эта схема отличается от схемы, представленной в нашей статье [2], модулятором и демодулятором.
Цифровая система связи с В^К-модуляцией состоит из цифрового передающего устройства (ПДУ) (верхняя часть рис.) и цифрового приемного устройства (ПРМУ) (нижняя часть рис.). В ПДУ может использоваться как аналоговый (непрерывный) сигнал, так и цифровой. Кодер обеспечивает выполнение операции помехоустойчивого кодирования информационного сигнала и формирует сигналы синфазной /(I) и квадратурной О(1) составляющих из закодированного сигнала. Фазомодулированный сигнал определяется выражением [3].
= А 5т(2п/С + ф(С) + ф0) , (1)
где А ф0 - постоянные величины^ f - несущая частота СВЧ сигнала.
фаза фй модулируется информационным сиrналом, состоящим из множества 0 и 1 которые образуют матрицу (вектора-строку). При изменении значения информационного сигнала фаза сВч сигнала скачком изменяется на
