CC BY
68
sional orientation of school students in system of training of astronauts on scientific applied researches and experiments is analyzed.
Key words: school students, process of professionalizing of school students, profession astronaut.
Saburov Petr Alekseevich, head of department, _ [email protected], Russia, Moscow region, town Zvezdny gorodok, FSBI Research Test Center of Preparation of Astronauts by name Yu.A. Gagarin
УДК 378.037.1
ВИРТУАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КОСМИЧЕСКИХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ДЛЯ РАБОТЫ СО ШКОЛЬНИКАМИ ПО ПРОГРАММЕ КОСМОЦЕНТРА
П.А.Сабуров
Описываются один из методов повышения эффективности процесса профессионализации школьников, сокращения сроков освоения материала, улучшения понимания сущности профессии космонавта, повышения результативности обучения по научно-прикладным исследованиям и экспериментам на базе ЦПК имени Ю.А. Гагарина. Создана и апробирована технология виртуального моделирования (3D-модели), которая позволяет воспроизвести изучаемый процесс, обращая внимание на наиболее важные моменты.
Ключевые слова: процесс профессионализации школьников, профессия космонавта, виртуального моделирования.
С каждым годом все большее количество детей из разных школ приезжают в Центр подготовки космонавтов имени Ю.А.Гагарина (ЦПК) для ознакомления с профессиональными обязанностями и дисциплинами, необходимыми космонавтам. На сегодняшний день в практике по профессионализации школьников в системе обучения космонавтов накоплен обширный арсенал подходов и приемов для большего осмысления данной профессии. Для организации и проведения квалифицированного и качественного занятия со школьниками сотрудниками УПК используются уникальные тренажерные макеты орбитального комплекса «Мир» и специализированные классы, имеющиеся в Кос-моцентре ЦПК. Для повышения эффективности процесса профессионализации школьников, сокращения сроков освоения материала, улучшения понимания сущности профессии космонавта, повышения результативности обучения по научно-прикладным исследованиям и экспериментам на базе ЦПК создана и апробирована технология виртуального моделирования (3Б-модели), которая позволяет воспроизвести изучаемый процесс, обращая внимание на наиболее важные моменты.
3Б-модели научной аппаратуры строятся на основе геометрического моделирования всех объектов воспроизводимой среды и математического моделирования изменения состояния и перемещения объектов этой среды, в том числе возникающего как реакция на воздействие обучаемого. Представлена классификация информации, которую должен усвоить обучаемый. При по-
строении комплекса использовались средства разработки программного комплекса - Microsoft VisualStudio, DirectX.
Сложившаяся в ЦПК система подготовки к проведению исследований и экспериментов многие годы была ориентирована на работу в учебных кассах с использованием тренажерных макетов или технологических образцов. Благодаря внедрению в ЦПК виртуальных моделей будущих экспериментов преподаватели решают ряд принципиально новых задач обучения:
1. Учебный процесс осуществляется на основе визуального усвоения содержания комического эксперимента или работы с целевым оборудованием и имитацией всех факторов космического полета, присутствующих на станции.
2. Содержанием учебного предмета SD-моделей по научно прикладным исследованиям и экспериментам служит методика космического эксперимента.
3. Программа SD-моделей позволяет определить методы преподавания и сроки обучения.
При использовании 3D-моделей в профессионализации школьников по научным экспериментам организация и обеспечение образовательного процесса выходит на современный уровень, а также решается вопрос расширения возможностей подготовки в интерьере станции. Система подготовки космонавтов, а также работа по профессиональной ориентации школьников на будущую трудовую деятельность в космической отрасли отличаются тем, что идет постоянный поиск новых форм и методов работы, которые помогли бы инструкторско-преподавательскому составу лучше реализовать процесс обучения [1].
Специалистами ЦПК проведена масштабная работа по внедрению и отработке методик научных экспериментов на основе широкого использования активных форм обучения по 3D-моделям научной аппаратуры космических экспериментов. Особая роль отводилась решению технических задач эксперимента и аналитических ситуаций, в рамках которых проводилась работа по обучению специалистов ЦПК, занятия по профориентации школьников на профессию космонавта, тренировки экипажей МКС-31/32, МКС-33/34, МКС-34/35.
Анализ содержания и результатов этой деятельности дает основания говорить о том, что использование 3D-моделей в профессионализации школьников по научной космической программе позволяет решать следующие задачи:
1. Проводить ознакомительные занятия, во время которых прививаются первоначальные навыки проведения экспериментов на виртуальной научной аппаратуре. При работе с 3D-тренажером в ознакомительной версии преследуется цель изучить методику работы с комплексом технических средств, запомнить некоторую последовательность взаимосвязанных действий, выполнение которых необходимо при проведении операций с данным оборудованием.
2. Проводить обучение без использования тренажерных комплектов аппаратуры, стоимость амортизации которых достаточно велика. При работе с интерактивным режимом формируются практические умения и навыки, необходимые для проведения эксперимента.
3. Осуществлять контроль практических знаний, при которой используются система тестирования, а также экзаменационный режим выполнения эксперимента с подсчетом ошибок.
Практической целью указанной деятельности явилось создание виртуальной тренажерной базы по научной космической программе на основе использования трехмерного моделирования научной аппаратуры, в процессе которой решались следующие прикладные задачи:
• виртуальное моделирование различных процессов и объектов космических экспериментов;
• внедрение в профессионализацию школьников 3Б-моделей по научным экспериментам;
• 3Б-визуализация научных процессов в космосе в реальном масштабе времени и высококачественная визуализация имитационного моделирования;
• простота использования, экономия времени подготовки обучаемого при визуализации космических экспериментов.
Полученный продукт 3Б-моделей научной аппаратуры строился на основе геометрического моделирования всех объектов воспроизводимой среды и математического моделирования изменения состояния и перемещения объектов этой среды. Наблюдаемая картина виртуальной работы с научной аппаратурой формировалась с учетом моделируемого положения в интерьере космической станции путем проецирования всех элементов среды на картинную плоскость. В конечном продукте на экране монитора отображается сформированная картина работы с научной аппаратурой, а при необходимости и дополнительная справочная информация. В режиме обучения предусматривается звуковое сопровождение, в котором для космонавта поясняются выполняемые действия.
В 2011 г. на базе ЦПК в Космоцентре была внедрена система виртуальной подготовки по целевому оборудованию «Главбокс-С» и по научному эксперименту «Каскад», «Асептик» и «Матрешка-Р». В 2012 г. была продолжена работа по внедрению методик подготовки космонавтов с использованием виртуальных моделей и дооснащению тренажерной виртуальной базы, внедрено 2 эксперимента, 3 модели целевого оборудования, 1 модель штатной аппаратуры.
Реализация профессионализации школьников с использованием виртуальных тренажеров показала на ряд преимуществ перед имеющимися вариантами обучения: во-первых, 3Б-модель способна отобразить все окружающее пространство космического модуля, в котором обучаемый имеет возможность перемещать научную аппаратуру при выполнении эксперимента; во-вторых, продолжительность и режим обучения не ограничены по времени.
Результаты профессионализации школьников подтверждают обоснованность обучения на виртуальных 3Б-моделях по научным экспериментам. С созданием 3Б-моделей решается проблема отсутствия тренажерных комплектов научной аппаратуры, что позволяет совершенствовать и дальше самые различные способы подготовки с использованием 3Б-модели в отношении освоения космических экспериментов.
Список литературы
1. Попова Е.В., Полоцкая А.С. Виртуальные 3Б-модели в обеспечение подготовки космонавтов по научным экспериментам // Новые материалы и технологии в ракетно-космической технике: сб. материалов молодежной конференции: в 2 т. Звездный городок, 2011. Т. 1. С. 216-223.
Сабуров Петр Алексеевич, начальник отдела, petr.saburov@,mail.ru, Россия, Московская область, г. Звездный городок, ФГБУ «Научно-исследовательский испытательный Центр подготовки космонавтов имени Ю.А. Гагарина».
VIRTUAL MODELLING OF SPACE EXPERIMENTS FOR WORK WITH SCHOOL STUDENTS ACCORDING TO KOSMOTSENTR'S PROGRAM
P.A.Saburov
Reductions of terms of development of a material, improvement of understanding of essence of a profession the cosmonaut, increases of productivity of training on scientific applied researches and experiments on the basis of the Center of preparation of astronauts by name Yu.A. Gagarin are described one of methods of increase of efficiency of process of professionalizing of school students. Gagarin the technology of virtual modeling (3D-model) which allows to reproduce studied process is created and approved, paying attention to the most important points.
Key words: process of professionalizing of school students, profession cosmonaut, virtual modeling.
Saburov Petr Alekseevich, head of department, _ [email protected], Russia, Moscow region, town Zvezdny gorodok, FSBI Research Test Center of Preparation of Astronauts by name Yu.A. Gagarin
УДК 378.147.88
РАЗВИТИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ В ПРОЦЕССЕ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ
РАБОТЫ В УНИВЕРСИТЕТЕ
И.Л. Федотенко, О.М. Дорошко
Представлена программа развития экологической культуры при организации научно-исследовательской работы студентов. Подчеркивается, что при этом важна не только тематика выполняемых исследований, но и техника их выполнения. Подробно анализируется поэтапное включение студентов в процесс изучения педагогической деятельности, обеспечивающей эффективное развитие экологической культуры, творческих способностей, умений самореализации в условиях учреждения образования.
Ключевые слова: экологическая культура, научно-исследовательская работа студентов, научно-исследовательская лаборатория.
Современный рынок труда предъявляет высокие требования к выпускнику университета: к его мобильности, гибкости, самостоятельности, ответственности, инициативности, готовности действовать в ситуации неопределен-
