ПРИМЕНЕНИЕ ИСПЫТАТЕЛЬНЫХ СТЕНДОВ В ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТАХ ОЧНОЙ И ДИСТАНЦИОННОЙ ФОРМ ОБУЧЕНИЯ Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2022. Том 3

УДК 004.512.4

ПРИМЕНЕНИЕ ИСПЫТАТЕЛЬНЫХ СТЕНДОВ В ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТАХ ОЧНОЙ И ДИСТАНЦИОННОЙ ФОРМ ОБУЧЕНИЯ

И. А. Задорин*, О. В. Семенуха Научный руководитель - С. Ю. Воронина, М. М. Симунин

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

*Е-шай: igoza3@rambler.ru

На основе лабораторного стенда разработана концепция программно-технического комплекса для выполнения лабораторного практикума по курсу дисциплин «Конструкционные и функциональные композиционные материалы» и «Нанотехнологии в машиностроении» для очной и дистанционной форм обучения.

Ключевые слова: интерактивная форма обучения, технические средства обучения, мультимедийные системы, интерактивность образовательного процесса, активизация познавательной деятельности, эффективность образовательного процесса, лабораторный практикум.

APPLICATION OF TEST STANDS IN LABORATORY WORKS OF FULL-TIME

AND DISTANCE LEARNING

I. A. Zadorin*, O. V. Semenukha Scientific supervisor - S. Y. Voronina, M. M. Simunin

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation

*Е-mail: igoza3@rambler.ru

Based on the laboratory stand, the concept of a software and hardware complex has been developed to perform a laboratory workshop on the course of disciplines «Structural and functional composite materials» and «Nanotechnology in mechanical engineering» for full-time and distance learning.

Keywords: interactive form of learning, technical means of learning, multimedia systems, interactivity of the educational process, activation of cognitive activity, efficiency of the educational process, laboratory workshop.

Введение. С внедрением дистанционных форм обучения в образовательный процесс, как студенты, так и преподаватели сталкиваются с рядом практически неразрешимых проблем. Если первичной данностью для дисциплин гуманитарного направления является текст и речь, то образовательный процесс в технических (инженерных) науках носит большей частью прикладной характер. Однако и для них разрабатывают учебно-аттестационные программные комплексы для одновременного обучения и мониторинга уровня компетентности обучающихся. Эту модель online-тестирования на сегодняшний день успешно применяют во многих вузах страны при оценке уровня знаний абитуриентов и студентов. Но при дистанционной форме обучения невозможно выполнить ни одной лабораторной работы, не говоря уже о полноценных прикладных исследованиях в рамках

Секция «Инновационные технологии в современном образовании»

научно-технической деятельности будущих специалистов. Рынок, шагая в ногу с научно-техническим прогрессом, ужесточает уровень требований к конкурентоспособности и компетенции потенциальных специалистов. Это приводит к обесцениванию методических многолетних наработок и созданных преподавателями пособий для проведения лабораторных работ. Кроме того, эпизоды периодических локдаунов делают эти титанические интеллектуальные труды бесполезными. Нет возможности снять показания приборов, выполнить расчётную часть, построить графическую схему. В конечном итоге по причине сокращения часов контактной работы, программы подготовки технических вузов значительно сокращаются. Быкова В.П. обозначила проблему так: «Количество учебных аудиторных часов на процесс познания и изучения электротехнических дисциплин значительно уменьшилось, а требования, которые диктует нам общество неукоснительно растут. Выйти из этой ситуации можно только путем совершенствования методики преподавания электротехники и физики с использованием новых технологий в том числе и информационных, а также применения современного лабораторного оборудования» [1].

Поэтому целью данной работы являлось: разработка концепции по применению стенда для исследования тензорезистивных характеристик полимерных композиционных материалов в образовательном процессе СибГУ им. М.Ф. Решетнева.

Прослеживающаяся тенденция волнообразно повторяющихся локдаунов, даёт повод предлагать применение новых, нестандартных, нетривиальных методов в образовательном процессе. Основными требованиями, предъявляемыми к сотрудникам образовательных учреждений, должны быть: не только знание государственных образовательных стандартов, основ педагогики и психологии, диплом о высшем образовании, аспирантура, но и креативность. Для развития креативного мышления преподаватель постоянно должен работать над собой, пополнять знания как по специальности, так и в мировоззренческом аспекте, регулярно осуществлять поиск новой актуальной информации, правильно использовать ее, применять различные подходы, связанные с той или иной проблемой, думать не только критически, но и творчески [2]. Применение технических средств обучения и интерактивных форм обучения в технических дисциплинах интенсифицирует передачу информации, расширяет иллюстративный материал, создает проблемные ситуации, организует поисковую деятельность обучаемого, усиливает эмоциональный фон обучения, формирует учебную мотивацию, индивидуализирует и дифференцирует учебный процесс

[3].

Сконструированный стенд по изучению тензорезистивных свойств нанокомпозиционных материалов станет первым звеном в инновационной методике освоения технических дисциплин. Основная задача данной методики - проведение лабораторных работ дистанционно на прецизионных лабораторно-исследовательских комплексах с целью выхода на более качественный уровень усвоения учебного материала обучающимися.

Лабораторный стенд для изучения тензорезистивных свойств нанокомпозитных материалов в научной лаборатории «Интеллектуальные материалы и структуры» СибГУ им. М.Ф. Решетнева как инструмент научно-исследовательской программы по исследованию полимерных композитных материалов с добавлением электропроводящих наполнителей. Тензорезистивность - это свойство материала проводить электрический ток в зависимости от приложенного внешнего воздействия. Нагрузка может приводить к изгибу, сжатию, растяжению, скручиванию, сдвигу опытного образца. За счёт постепенного наполнения резервуаров, ламинарного течения жидкости, точности электронных весов до одного грамма, точности мультиметра до одного мегаома, осуществляется дискретная визуализация тензорезистивной зависимости, которая фиксируется видео или веб-камерой. Видеозапись позволяет проводить анализ тензорезистивной зависимости более детально, и избежать аппроксимации. Результаты анализа видеозаписи показаний приборов заносятся в электронную таблицу Microsoft Excel, и посредством встроенных процедур в её основе

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2022. Тома 3

строится график зависимости. При испытании образцов с различной концентрацией наноматериала с помощью этих процедур возможно сравнение полученных тензорезистивных характеристик. Цифровой штангенциркуль, закреплённый лапками к металлическим токосъёмным зажимам, позволил визуально фиксировать изменение размера образца в результате воздействия нагрузки при растяжении. В лабораторный комплекс помимо изготовленного стенда для исследования тензорезистивных свойств нанокомпозитов планируется включить дополнительные устройства, которые могут быть подключены к сетям Ethernet и Internet, что даёт возможность их дистанционного использования в рамках технологии удалённого доступа, и организации веб-страниц для доступа к устройствам. Тензорезистивные свойства ПКМ необходимы для создания тензодатчиков на их основе для мониторинга состояния раскрытого рефлектора. Эта программа исследований носит название «Цифровые двойники», и с помощью измерения удельного сопротивления композитного элемента раскрываемого на орбите рефлектора можно сделать однозначный вывод о степени его расчётного нормального раскрытия. Также электропроводимость ПКМ используется для постепенного некритического «стекания» статического заряда, накапливаемого на поверхности рефлекторов.

Вывод. Была разработана концепция использования программно-технического комплекса для выполнения лабораторного практикума очной и дистанционной форм обучения. Созданный испытательный стенд для проведения исследований в рамках обозначенной темы предполагает воздействие и измерение силы сжатия и растяжения с одновременной фиксацией электрической проводимости испытуемого образца. Измерение сопротивления производится с помощью цифрового мультиметра, а измерение силы воздействия -посредством цифровых настольных весов. И мультиметр, и весы имеют USB-порт для коммуникации с персональным компьютером. В настоящее время фиксация измерений производится посредством видеозаписи показаний приборов, с дальнейшим покадровым просмотром с занесением результатов в электронную таблицу, позволяющую анализировать динамику, и строить графики. Собранный из готовых сертифицированных модулей лабораторно-методический стенд «Стен-1» является наглядным, хорошим примером импортозамещения и применения в образовательном процессе.

Библиографические ссылки

1. Быкова В. П. Использование программно-технического комплекса при выполнении лабораторного практикума по курсу дисциплин «Электротехника» и «Физика» / Быкова В. П. // Инженерно-строительный вестник Прикаспия. - 2019. - № 3 (29). - С. 114-122.

2. Зейналова Н.Э.Г. Креативная деятельность преподавателя как фактор, обеспечивающий развитие креативности обучающихся / Н.Э.Г. Зейналова // Инновационные проекты и программы в образовании № 1, 2020. -С. 67-73.

3. Усманов Б. Ш. Инновационные методы обучения в преподавании технических дисциплин / Б. Ш. Усманов, Г. Х. Жураева, А. А. Ядгарова // Техника. Технологии. Инженерия. — 2017. — № 2 (4). — С. 10-13.

© Задорин И. А., Семенуха О. В., 2022