WWW.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Pages:   || 2 | 3 | 4 |

«ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ: ПРОБЛЕМЫ, ПОИСКИ, РЕШЕНИЯ Материалы региональной научно-практической конференции 23 – 24 октября 2001 года Челябинск Часть 2 Челябинск 2002 ...»

-- [ Страница 1 ] --

Южно-Уральский научно-образовательный центр

Российской академии образования

Главное управление образования и наук

и

Челябинской области

Челябинский государственный агроинженерный университет

ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ:

ПРОБЛЕМЫ, ПОИСКИ, РЕШЕНИЯ

Материалы региональной научно-практической конференции

23 – 24 октября 2001 года

Челябинск

Часть 2

Челябинск

2002

1

ББК Ч 481я43

П 841

П 841 Профессиональное образование: проблемы, поиски, решения:

Материалы регион. науч.-практ. конф. Челябинск, 23 – 24 окт. 2001 г.

Ч. 2. / Отв. ред. С.Е. Матушкин. Челяб. гос. ун-т. Челябинск. 2002.

107 с.

ISBN 5-7271-0569- В сборнике помещены материалы, посвященные модернизации содержания среднего и высшего профессионального образования.

Рассматриваются актуальные проблемы реализации эффективных педагогических технологий, духовно-нравственные и психологические аспекты становления специалиста в профессиональных учебных заведениях.

Редакционная коллегия:

С.Е. Матушкин (отв. ред.), Г.Г. Михайлов (ЮУрГУ), В.Я. Рушанин (ЧГПУ), Н.Н. Булынский (ЧГАУ), С.А. Баландин (ЧППК) Печатается по решению редакционно-издательского совета Челябинского государственного университета 4309000000 – П Без объявл. ББК Ч481я43 + Ч421.203я 4К8(03) – ISBN 5-7271-0569-2 © Южно-Уральский научнообразовательный центр РАО,

СОДЕРЖАНИЕ

СОВРЕМЕННЫЕ ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ

ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ

Бессараб В.Ф. Теоретические проблемы внедрения образовательной технологии в учебный процесс

Васильев И.М. Компьютерные технологии в образовательном процессе

Железняк И. Системно-динамический подход в организации исследовательской учебной деятельности как условие развития творческого потенциала учащихся высшей школы

Жилкин В.А. Подготовка инженера-конструктора в современных условиях

Жильцова Ю.Л. Организация самостоятельной работы студентов со специальной литературой как компонент научной организации труда в вузе

Жильцова И.Г. Деловая игра как метод практического обучения будущих экономистов в учреждениях среднего профессионального образования

Звонарёв С.Г., Коняева Е.А. Психолого-дидактические аспекты подготовки студентов инженерно-педагогических специальностей к использованию компьютерных технологий в профессиональной деятельности

Крыжановская Н.В. Педагогические условия развития познавательно-профессиональной активности в военном вузе

Кутепов Б.П. Инженерно-психологическая оценка системы «оператор – комбайн – растение»

Ларионова Г.А. Целесообразность в организации учебно-профессиональной деятельности студентов втуза............. Мудинова О.Ю. Формирование компьютерных умений у курсантов челябинского танкового института на занятиях по информатике

Свечников П.Г., Юсупов Р.Х., Зайнишев А.В. Использование Internet-технологий в дистанционном образовании

Ушакова В.В. Особенности применения заданий творческого характера по предмету «Теория и методика обучения»................. Худякова Н.Л. Общие закономерности развития Человека как объективные основания построения педагогических технологий

СОВРЕМЕННЫЕ ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ

ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ВНЕДРЕНИЯ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ В УЧЕБНЫЙ ПРОЦЕСС

Вопреки чисто прагматическим установкам многих сторонников педагогической технологии анализ ее подходов заставляет нас по-новому взглянуть именно на теоретические проблемы, с которыми мы неизбежно сталкиваемся в практике работы высшей школы: предлагается иное содержание, иные подходы, иное право, иные отношения, иное поведение, иной педагогический менеджмент.

Содержание образования обогащается новыми процессуальными умениями, развитием способностей оперирования информацией, творческим решением проблем науки и рыночной практики с акцентом на индивидуализацию образовательных программ.

Традиционные способы информации – устная и письменная речь, телефонная и радиосвязь уступают место компьютерным средствам обучения, использованию телекоммуникационных сетей глобального масштаба.

Особая роль отводится духовному воспитанию личности, становлению нравственного облика Человека.

Важнейшей составляющей педагогического процесса становится личностно ориентированное взаимодействие педагога с обучающимися.

Намечается дальнейшая интеграция образовательных факторов: учебных заведений, семьи, микро- и макросоциума.

Увеличивается роль науки в создании педагогических технологий, адекватных уровню общественного знания.

В психолого-педагогическом плане основные тенденции совершенствования образовательных технологий характеризуются переходом:

- от учения как функции запоминания к учению как к процессу умственного развития, позволяющему использовать усвоенное;

- от чисто ассоциативной, статической модели знаний к динамически структурированным системам умственных действий;

- от ориентации на усредненного обучающегося к дифференцированным и индивидуализированным программам обучения;

- от внешней мотивации учения к внутренней нравственно-волевой регуляции.

В российском образовании провозглашен сегодня принцип вариативности, который дает возможность педагогическим коллективам учебных заведений выбирать и конструировать педагогический процесс по любой модели, включая авторские. В этом направлении идет и процесс образования: разработка различных вариантов его содержания, использование возможностей современной дидактики в повышении эффективности образовательных структур, научная разработка и практическое обоснование новых идей и технологий. При этом важна организация своего рода диалога различных педагогических систем и технологий обучения, апробирование в практике новых форм – дополнительных и альтернативных государственной системе образования, использование в современных российских условиях целостных педагогических систем прошлого.

В этих условиях педагогу необходимо ориентироваться в широком спектре современных инновационных технологий, идей, школ, направлений, не тратить время на открытие уже известного. Сегодня быть педагогически грамотным специалистом нельзя без изучения всего обширного арсенала образовательных технологий.

Еще Ян Амос Коменский стремился найти такой общий порядок общения, при котором он осуществлялся бы по единым законам человеческой природы. Тогда обучение не потребовало бы ничего иного, кроме «искусного распределения времени, предметов и метода». В идеале, при едином совершенном методе обучения, полагал Коменский, «все пойдет вперед не менее ясно, чем идут часы с правильно уравновешенными тяжестями, так же приятно и радостно, как приятно и радостно смотреть на такого рода автомат, и, наконец, с такой верностью, какую только можно достигнуть в подобном искусном инструменте» [4].

Что же препятствует достижению идеального единого метода? Говоря коротко – многообразие, многовариантность, неоднозначность. Многообразие учебных (точнее, учебно-воспитательных) задач. Разнообразие элементов содержания образования и видов учебного материала. Неоднозначность проявления закономерностей его усвоения в зависимости от индивидуальных особенностей обучающихся, их стиля познавательной деятельности и множества других факторов, вплоть до обстановки в группе, взаимоотношений обучающихся друг с другом и с преподавателем.

Мы можем видеть, как по-разному работают, ведут свои уроки хорошие педагоги, как по-разному строят они учебный процесс, добиваясь высоких результатов и при «традиционных» уроках, и при непривычных формах и методах обучения, получивших название новаторских.

Итак, в практике обучения нет единого идеального подхода, но есть широкое разнообразие форм и методов, моделей учебного процесса, которые демонстрируют эффективность – каждая в своих условиях – в руках педагога-мастера. Видимо, дело здесь обстоит так же, как и в жизни большого социального организма – общества, частью которого является учебное заведение. Идея многовариативности моделей жизни и развития учебных заведений, их учебного процесса получает все большее признание во всем мире. И все же поиски единого эффективного подхода не прекращаются. Для этого есть весомые причины. В ХХ столетии учебные заведения и обучение в них стало массовым, а потом и всеобщим, охватывающим всех обучающихся соответствующих возрастов.

В этих условиях учебное заведение сталкивается с очевидным противоречием: требования к качеству массовой подготовки его выпускников растут, уровень обучения для всех обучающихся повышается, диапазон индивидуальных различий обучающихся расширяется, а условия обучения остаются усредненными. Не удивительно, что учебный процесс дает сбои, что общество высказывает все большую неудовлетворенность работой учебного заведения. Не удивительно и то, что многие педагоги продолжают поиск такого построения учебного процесса, которое было бы эффективным в условиях массового учебного заведения и безотказно обеспечивало бы успех в руках обычного педагога.

Использовать как основу опыт педагогов-новаторов учения можно, только наложив его, как на матрицу, на структуру педагогической системы и описав его в виде определенной педагогической технологии с явно поставленными дидактическими задачами и точным определением используемой технологии обучения. В таком описании, в отличие от всех других, точно выявляются как концептуальные идеи новаторов, так и воспроизводимые элементы предлагаемой ими технологии.

Понятие «педагогическая технология» в образовательной практике употребляется на трех иерархически соподчиненных уровнях:

1) Общепедагогический (общедидактический) уровень. Общепедагогическая (общедидактическая, общеобразовательная) технология характеризует целостный образовательный процесс в данном регионе, учебном заведении, на определенной ступени обучения. Здесь педагогическая технология синонимична педагогической системе: в нее включается совокупность целей, содержания, средств и методов обучения, алгоритм деятельности субъектов и объектов процесса.

2) Частнометодический (предметный) уровень. Частнопредметная педагогическая технология употребляется в значении «частная методика», то есть как совокупность методов и средств для реализации определенного содержания обучения и воспитания в рамках одного предмета, группы, преподавателя (методика преподавания предметов, методика компенсирующего обучения работы преподавателя).





3) Локальный (модульный) уровень. Локальная технология представляет собой технологию отдельных частей учебно-воспитательного процесса, решение частных дидактических и воспитательных задач (технология отдельных видов деятельности, формирования понятий, воспитания отдельных личностных качеств, технология урока, усвоения новых знаний, технология повторения и контроля материала, технология самостоятельной работы и др.).

Различают еще технологические микроструктуры: приемы, звенья, элементы и др. Выстраиваясь в логическую технологическую цепочку, они образуют целостную педагогическую технологию (технологический процесс).

Понятие «педагогическая технология» может быть представлено тремя аспектами:

1) научным: педагогические технологии – часть педагогической науки, изучающая и разрабатывающая цели, содержание и методы обучения и проектирующая педагогические процессы;

2) процессуально-описательным: описание (алгоритм) процесса, совокупность целей, содержания, методов и средств для достижения планируемых результатов обучения;

3) процессуально-действенным: осуществление технологического (педагогического) процесса, функционирование всех личностных, инструментальных и методологических средств. Таким образом, педагогическая технология функционирует и в качестве науки, исследующей наиболее рациональные пути обучения, и в качестве системы способов, принципов и регулятивов, применяемых в обучении, и в качестве реального процесса обучения.

Все ученые отмечают достоинства педагогической технологии – жесткие требования, которые предъявляются к выделению и формированию целей обучения, ориентации целей и всего обучения на получение гарантированного результата, а также требование технологичности всяких педагогических разработок, которое выражается, в частности, в их воспроизводимости. Причем это требование является одним из трудновыполнимых, что связано с многоэлементностью и многофакторностью учебного процесса.

Педагогическая технология в максимальной степени связана с учебным процессом – деятельностью педагога и обучающегося, ее структурой, средствами, методами и формами. Поэтому в структуру педагогической технологии входят:

а) концептуальная основа;

б) содержательная часть обучения:

- цели обучения – общие и конкретные, - содержание учебного материала;

в) процессуальная часть – технологический процесс:

- организация учебного процесса, - методы и формы учебной деятельности обучающих, - методы и формы работы преподавателя, - деятельность преподавателя по управлению процессом усвоения материала, - диагностика учебного процесса.

Любая педагогическая технология должна удовлетворять основным методологическим требованиям (критериям технологичности):

а) концептуальности: каждой педагогической технологии должна быть присуща опора на определенную научную концепцию, включающую философские, психологические, дидактические и социально-педагогические обоснования достижения образовательных целей;

б) системности: педагогическая технология должна обладать всеми признаками системы – логикой процесса, взаимосвязью всех его частей, целостностью;

в) управляемости: предполагается возможность диагностического целеполагания, планирования, проектирования процесса обучения, поэтапной диагностики, варьирования средств и методов с целью коррекции результатов;

г) эффективности: современные педагогические технологии существуют в конкретных условиях и должны быть эффективными по результатам и оптимальными по затратам, гарантировать достижение определенного стандарта обучения;

д) воспроизводимости: подразумевается возможность применения (повторения, воспроизведения) педагогической технологии в других однотипных учебных заведениях, другими субъектами.

Любая общепедагогическая образовательная технология основывается на определенном (осознанном или неосознанном) философском фундаменте. Философские положения выступают как наиболее общие регулятивы, входящие в состав методологического обеспечения педагогической технологии.

Прогресс в отдельных направлениях, по мнению Ю.К. Бабанского, может осуществляться только как инновационный прогресс: замена устаревших и неэффективных средств новыми для данных условий и более эффективными, использование новых технологий. Организация и управление этим процессом основываются на определенной базе, которая включает:

1) банк педагогических технологий, информационную базу их концепций, алгоритмов, учебно-методического обеспечения;

2) критерии выбора педагогической технологии, отправные позиции проектирования новой образовательной техники;

3) механизмы включения (использования, внедрения, освоения, выращивания) инновационной педагогической технологии в реальный учебно-воспитательный процесс.

Проектирование развития учебного заведения с учетом применения новых технологий должно основываться на теории оптимизации учебновоспитательного процесса Ю.К. Бабанского, который предлагает следующие критерии оптимального выбора методов обучения [2]:

- соответствие методов основным целям обучения на данном этапе;

- соответствие методов особенностям содержания обучения;

- учет психологических возможностей детей;

- учет уровня образовательной и воспитательной подготовленности детей;

- учет особенностей групп и коллективов детей и педагогов;

- учет конкретных внешних условий (социальных, производственных, географических и др.);

- учет возможностей педагогов по использованию различных методов.

Наконец, при выборе педагогических технологий следует проанализировать их по степени удовлетворения требованиям:

- соответствия научной концепции технологии реалиям и возможностям учебного заведения;

- достаточной системности и системной совместимости технологии с имеющимся педагогическим процессом;

- достаточной управляемости технологии, наличия диагностического инструментария для ее обеспечения;

- оценки эффективности новой технологии в сравнении с имеющимися результатами;

- воспроизводимости (наличие опыта применения технологии в других однотипных условиях).

1. Афанасьев В.Г. Системность и общество. М., 1980.

2. Бабанский Ю.К. Выбор методов обучения в средней школе. М., 1991.

3. Беспалько В.П. Слагаемые педагогической технологии. М., 1989.

4. Коменский Я.А. Избранные педагогические сочинения. М., 1995.

5. Селевко Г.К. Современные образовательные технологии // Нар. образование. М., 1998.

КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

В ОБРАЗОВАТЕЛЬНОМ ПРОЦЕССЕ

Информатизация и компьютеризация в современном обществе приобретают все больший размах. Компьютеры входят во все новые и новые области человеческой практики, трансформируя при этом не только отдельные действия, но и человеческую деятельность в целом, оказывая влияние на все психические процессы. При взаимодействии человека с новыми информационными технологиями (компьютерами, программным обеспечением, новыми видами средств массовой информации) происходит опосредствование деятельности новыми знаковыми системами и средствами.

Одним из важных постулатов культурно-исторической теории Л.С.

Выготского является разделение психических функций на натуральные и высшие, которые развиваются с помощью специальных психологических орудий – знаков при их присвоении человеком. Вслед за Л.С. Выготским О.К. Тихомиров пишет о трансформации и усложнении строения высших психических функций – о появлении психических функций, характеризующихся работой не только со знаками, но и с целыми знаковыми системами в процессе освоения новых информационных технологий и работы с ними.

О.К. Тихомиров и Л.Н. Бабанин в работе «ЭВМ и новые задачи психологии» выделили конкретные задачи, требующие использования психологических знаний. Это и психологическая экспертиза систем искусственного интеллекта, и усовершенствование моделей психики, и проблема разработки диалоговых систем для организации взаимодействия человека с компьютером. На основании этого можно говорить о двух сторонах в психологическом изучении взаимодействия человека и компьютера: с одной стороны, необходимо изучить вопрос о том, как усовершенствовать работу человека с компьютером и какие проблемы при этом возникают, а с другой стороны, важно исследовать, как изменяется сам человек, приспособившись к работе в новой знаковой среде. Изучение психологических последствий применения информационных технологий относится именно ко второму кругу психологических проблем в этой области.

Большое количество психологических исследований проведено в рамках проблематики освоения человеком новых технологий. Так, были изучены феномены потребности в «общении» с компьютером при работе пользователя и особенности такого общения, например потребность в антропоморфном интерфейсе и эмоционально окрашенной лексике, феномен персонификации компьютера, а также различные формы компьютерной тревожности. В более поздних работах на данную тему эти феномены были отнесены к проявлению со стороны субъекта тенденции к неосознаваемому уподоблению себя компьютеру, сравнению собственных интеллектуальных способностей с возможностями системы.

Вторая сторона взаимодействия человека с компьютером – проблема психологических последствий информатизации заслуживает не меньше внимания. Так, один из ведущих специалистов в области компьютерных наук, автор книги «Психология программирования» Б.Шнейдерман поднимает вопрос об ответственности создателей программного обеспечения для компьютеров за последствия их применения. При этом Б.Шнейдерман приводит в пример специалистов-физиков, перед которыми встала проблема ответственности за последствия изобретения и использования атомной энергии. Указания на негативные последствия применения информационных технологий можно найти и в письме Министерства образования РФ «Об информационной культуре», в котором говорится об опасности аутизации детей и подростков в результате чрезмерного увлечения информационными технологиями. Однако это не единственный вариант такого негативного влияния компьютеризации – такого рода последствий информатизации имеется достаточно много.

В психологических работах, посвященных последствиям компьютеризации, предметом исследования часто оказываются навыки, конкретные действия, отдельные психические процессы (исследования М.Коула, С.Пейперта, О.К.Тихомирова). В то же время проблемам генерализации, глобальных личностных изменений уделяется еще недостаточно внимания.

При этом вопросы, связанные с данной темой, изучаются в основном в теоретическом плане, экспериментальных исследований проведено крайне мало.

В области изучения психологических последствий применения информационных технологий накоплен достаточно обширный материал.

Такие исследования проводились в рамках изучения учебной, профессиональной деятельности. Предметом исследования являлись также отдельные навыки, операции и психические процессы.

В исследованиях, посвященных непосредственно психологическим последствиям компьютеризации трудовой деятельности, был проведен тщательный анализ позитивных и негативных сторон в мотивационных, целеобразующих и операциональных составляющих такой деятельности.

Однако применение информационных технологий при конкретных действиях или видах деятельности может оказывать влияние на другие виды деятельности и даже на всю личность в целом. Преобразованию деятельности под влиянием процессов компьютеризации посвящена недавно опубликованная работа А.Е.Войскунского и Ю.Д.Бабаевой «Психологические последствия информатизации». В ней авторы отмечают, что воздействие процессов информатизации на деятельность может происходить и прямо, через трансформацию и опосредствование самой деятельности и появление новых ее видов, связанных с информационными технологиями, и косвенно, через многократное опосредствование некомпьютеризированных видов деятельности. Такое косвенное многократное опосредование может происходить, например, при просмотре фильмов, созданных с помощью компьютерной графики. При этом компьютеризированная деятельность может оказывать воздействие на другие виды деятельности поразному. Характерно и то, что одни преобразования накладываются на другие, приводя и к нейтрализации психологических последствий информатизации, и к их увеличению. Глобальные преобразования психических явлений могут приводить к изменению всей мотивационно-личностной сферы субъекта, которое может носить и выраженный негативный характер. Примерами такого негативного изменения личности могут служить увлечения компьютерными играми, Интернетом, программированием и информационными технологиями в целом.

Все эти виды увлечений при разной феноменологии имеют близкие психологические механизмы и особенности. Во-первых, во всех этих видах деятельности может наблюдаться один и тот же феномен: особое состояние поглощенности деятельностью, названное «опытом потока». Этот особый вид субъективного опыта был описан и продолжает изучаться группой американских психологов, возглавляемой М.Чикзентмихейли. В отечественной психологии в рамках этого направления было проведено психологическое исследование компьютерных игр. В центре внимания работы А.Г. Макалатии находятся особые состояния поглощенности деятельностью, при которых ожидаемый результат этой деятельности «отходит в сознании человека на задний план и само легко и точно протекающее действие полностью занимает внимание».

Описания такого рода вовлеченности в деятельность можно встретить и применительно к другим видам увлечения информационными технологиями. Так, встречается указание на то, что подобное состояние испытывают те, кто увлекается пребыванием в сети Интернет. Деятельность программистов, например, описывается следующим образом: «есть чтото опьяняющее в том, что целая система может быть пущена благодаря отданному мной приказу», эти ощущения сходны с «чувством власти и компетентности», которое испытывает субъект во время переживания потока. Необходимо отметить, что сами исследователи опыта потока на своей электронной странице в сети Интернет подчеркивают, что это явление носит универсальный характер: несмотря на то, что люди занимаются совершенно разной деятельностью, их описания этого опыта удивительно похожи.

Описание переживания опыта потока во многом сходно и с описаниями субъекта, находящегося в виртуальной реальности – реальности компьютерной игры или информационного пространства (например, в сети Интернет). Как и при переживании опыта потока, виртуальная реальность существует для субъекта актуально, «здесь и теперь», в ней нет прошлого и будущего. Об опыте потока было сказано, что действия и их осознание сливаются, у человека, «находящегося в виртуальной реальности, создается впечатление, что он непосредственно участвует в событиях». Эти и другие характеристики виртуальных реальностей были описаны в работе Н.А. Носова «Психологические виртуальные реальности».

Таким образом, другой общей чертой, объединяющей разные виды личностных изменений под влиянием информатизации, является ощущение присутствия в виртуальной реальности, которое характерно для всех этих видов деятельности.

Проблема сосуществования в индивидуальном сознании разных видов реальности обсуждается в статье Е.В.Субботского «Индивидуальное сознание как система реальностей», в которой он выделяет обыденную и необыденную реальности. Необыденными являются реальности наших сновидений, сказок, игр. В необыденной реальности «нарушены те атрибуты, которые характеризуют фундаментальные структуры сознания: имеет место... нарушение физической причинности (непосредственное воздействие субъективности – желания, воли, слова – на неодушевленные материальные объекты)». Разделение реальностей, по мнению автора, происходит «в результате разрушения или ослабления грани между реальностью, зависимой от моего произвольного усилия, и реальностью, не зависимой от него». Независимая реальность не порождена только моим «Я», она обладает своим собственным измерением.

Результатом такого нарушения границы между зависимой и независимой реальностями может быть ощущение «творения мира одним лишь усилием нашего “Я”, без опосредствующего участия тела». Другой феномен, наблюдающийся при стирании границы между двумя видами реальности, – отчуждение «Я», при котором зависимые компоненты нашего «Я»

приобретают независимость. Например, это могут быть страхи, «которые в обыденной реальности легко контролируются и подавляются нашим “Я”, в сновидении гипертрофируются и обретают зримые формы (нападение, катастрофа), выходя из-под контроля “Я”».

В связи с появлением виртуальных реальностей встает вопрос о негативных последствиях их распространения, связанный с тем, что «в этих системах человек может потерять ориентиры в мире, перестать понимать, что реально, а что иллюзорно». С другой стороны, как подчеркивает Н.А. Носов, компьютерные виртуальные реальности представляют собой более безопасный вариант символического опыта, чем измененные состояния сознания (интерес к которым сильно возрос в последнее время), достигаемые при помощи наркотических средств.

В настоящее время трудно говорить об этих проблемах в широком масштабе, так как виртуальные реальности еще не получили столь широкого распространения, однако есть частные области, в которых остро стоит проблема «ухода» от реального мира в мир компьютерных игр или программ. Такими проблемными областями являются исследования изменений личности под влиянием информационных технологий (увлечение компьютерными играми, путешествиями по компьютерным сетям и т.н. хакерство).

Особого разговора заслуживает деятельность пользователей в Интернете, которая имеет множество особенностей по сравнению с любым другим применением информационных технологий. Деятельность пользователей в компьютерной сети Интернет можно разделить на несколько видов: познавательную, игровую и коммуникативную.

Познавательная деятельность в Интернете представляет собой поиск информации как по ключевым словам, так и посредством перехода от одной гипертекстовой ссылки к другой – такое «хождение» по ссылкам получило название «навигация». Как правило, каждый, кто помещает на своей web-страничке какую-либо информацию, ссылается на другие страницы в Интернете; таким образом, у пользователя, даже если он искал какую-то конкретную информацию, есть возможность переходить от одной ссылки к другой практически бесконечно. При этом в Интернете можно найти информацию совершенно разного рода и качества: от научных статей, исследований и библиотек до домашних страничек школьников и домашних хозяек.

Коммуникативная деятельность в Интернете довольно разнообразна.

Кроме общения посредством электронной почты, когда сообщения к адресату приходят через некоторое время после отправки, Интернет предоставляет пользователям возможность общаться в режиме реального времени (т.н. «чат»): для этого существуют специальные виртуальные «комнаты» и каналы. Здесь пользователю предоставляется возможность общаться в реальном времени как с большим количеством людей, так и с отдельным человеком. Интересным представляется мнение М. Бэнкса, автора «Руководства по выживанию в киберпространстве», который считает, что в основном люди пользуются Интернетом для того, чтобы иметь возможность общаться.

В более глобальном плане можно говорить о возможности аутизации пользователей ИТ при увлечении «моделированием, проигрыванием» различных ситуаций при помощи компьютера. В Информационном письме Министерства образования «Об информационной культуре в семейном образовании» А.Г. Асмолов отмечает, что информационные технологии способствуют уходу детей и подростков от действительности. Ю.Д. Бабаева и А.Е. Войскунский считают, что у детей, увлекающихся компьютерными технологиями, может возникнуть «сужение интересов за счет внимания лишь к новинкам информационных технологий, следования моде в этой области».

СИСТЕМНО-ДИНАМИЧЕСКИЙ ПОДХОД В ОРГАНИЗАЦИИ

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

КАК УСЛОВИЕ РАЗВИТИЯ ТВОРЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА

УЧАЩИХСЯ ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ

Одна из задач современной педагогики – развитие творческой личности учащихся.

Нет единых определений личности, творчества, творческого потенциала, исследовательской деятельности и т.д. Под творчеством будем понимать не только создание нового продукта новыми способами, но и реализацию человеком собственной индивидуальности, что наиболее актуально в учебном процессе. Главное в творчестве учащегося – осознание себя как строителя мира, реализующего в процессе строительства свою личность и свои способности, знания, умения (Е. Яковлева, А.А. Леонтьев, А.А. Ухтомский и др.).

Творческий потенциал подразумевает (Е.А. Глуховская, С.Р. Евинзон, Н.В. Клопова, В.Ф. Копосова, Л.В. Мещерякова, В.Ф. Овчинникова, В.Г. Рындак и др.) [2]:

• синтетическое качество, характеризующее меру возможностей личности в осуществлении деятельности творческого характера;

• динамическое, интегративное личностное свойство, определяющее потребность в творческой самореализации и саморазвитии, ее возможность и готовность к этому;

• совокупность реальных возможностей, умений и навыков;

• социально-психологическую установку на нетрадиционное решение противоречий объективной реальности;

• систему личностных способностей, позволяющих оптимально менять приемы действий в соответствии с новыми условиями, побуждающих личность к самореализации, саморазвитию.

М. Зиновкина выделяет структуру творческого системного инженерного мышления. Это способности [1, с. 101]:

• осуществлять системный анализ проблемной ситуации, технической системы;

• выявлять из расплывчатой проблемной ситуации задачу и корректно ее формулировать;

• видеть, формулировать противоречия (административные, технические, физические) и целенаправленно разрешать их, принимая нестандартные решения;

• генерировать оригинальные технические идеи;

• выдвигать гипотезы;

• адекватно формулировать «идеальный конечный результат»;

• вести целенаправленный многовариантный поиск решений творческой задачи или проблемы;

• осуществлять объективную оценку творческих инженерных решений;

• сознательно преодолевать собственную инерцию мышления (т.е.

отходить от однажды выбранного взгляда на проблему) ;

• целенаправленно осуществлять прогноз развития технических систем;

• мыслить «многоэкранно»;

• вести «инжениринг» – целенаправленный поиск необходимой научно-технической информации по проблеме.

Обратимся к определению исследования. Исследовательское поведение пронизывает все другие виды деятельности. Оно выполняет важнейшие функции в развитии познавательных процессов всех уровней, в обучении, приобретении социального опыта, в социальном развитии и развитии личности (Д.Б. Годовикова, Т.М. Землянухина, М.И. Лисина, С.Л. Новоселова, Н.Н. Поддьяков, А.Н. Поддьяков, В.С. Ротенберг). Д.Берлайн, один из основоположников изучения исследовательского поведения, дал такое определение: это поведение, направленное на уменьшение возбуждения, вызванного неопределенностью.

А.Н. Поддьяков дает следующее определение исследовательского поведения: это поведение, направленное на поиск и приобретение новой информации из внешнего окружения [3].

В своем наиболее развитом и дифференцированном виде исследовательское поведение представлено в деятельности людей по решению комплексных исследовательских задач – задач по изучению сложных динамических систем и управлению ими.

Все исследователи при теоретическом анализе проблем творчества и исследования сходятся на том, что между исследованием и творчеством существует тесная связь. Исследование является достаточно свободным, нерегламентированным видом деятельности, оно предоставляет возможность или даже стимулирует креативного, творческого человека проявить это свое качество: увидеть оригинальную проблему, найти новые, нестандартные способы исследования, получить благодаря этому неожиданную информацию и осмыслить ее нетривиальным образом. Некоторые авторы вообще рассматривают исследовательскую деятельность как вид творческой деятельности.

Как организовать учебное исследование студентов с целью развития их творческого потенциала? Рассмотрим сущность системно-динамического подхода в обучении, и в частности в обучении исследованию.

В настоящее время развитие общества характеризуется все возрастающей динамичностью и неопределенностью, вовлечением человека во все новые, более широкие и сложные сети различных взаимодействий (экологических, технологических, информационных, социальных, политических и т.д.). В науке развиваются представления о множественной, многоуровневой, «сетевой», полисистемной детерминации, имеющие философскую основу в виде фундаментального понятия всеобщей связи [4, с. 59]. Объективная необходимость в исследовательском поведении, интуитивном и творческом подходе возникает в областях высокой новизны и сложности, когда требуется работа с неопределенно большими объемами разнородной информации в режиме реального времени (доминирует синтетический тип стратегий). Поэтому обучение должно иметь не только дедуктивный аналитический стиль и представлять собой преимущественно теоретическую работу с абстрактными моделями реального мира. Необходимо изучать и формировать способности к познанию мира путем реального взаимодействия с ним. В сложных видах деятельности теоретическое мышление стоит отнюдь не выше мышления практического (Теплов, Акимова, Козлова, Ференс). Теоретическое обобщение как отражение закономерных устойчивых свойств постепенно уступает свое место эмпирическим обобщениям как отражению многоаспектности, многокачественности и динамики изучаемых объектов.

Системно-динамический подход в обучении «укрупняет», показывает учащемуся на первом плане новизну, динамику, комплексность и противоречивость (а инвариантный – неизменность и сводимость к уже известному), это развитие творческих способностей к порождению принципиально новых решений, которые не выводимы из уже известных и адекватны именно новой и изменяющейся реальности. Среди этих способностей – важнейшие способности к познанию реальности на основе реального же взаимодействия с ней, способности к эмпирическим индуктивным обобщениям полученной новой информации по новым, ранее неизвестным основаниям и т.д. Таким образом, не надо пытаться вытеснить исследовательскую активность студента формированием у него все более совершенного выводного знания – надо развивать их в комплексе. Необходимо дать представления об исследовании как об абсолютно полноправном и необходимом методе познания и о соотношении и связи этих двух фундаментальных методов, их возможностях, областях наиболее эффективного применения и ограничениях. Именно это позволит студентам в дальнейшем самостоятельно ставить и решать сложные творческие задачи.

Назовем особенности системно-динамического подхода к обучению [3]:

1. Общие представления о мире.

При системно-динамическом подходе мир – это изменяющаяся сеть взаимодействующих систем, не имеющая ни одной неизменной иерархии.

Инвариант, неизменная сущность динамики невозможна (Лотман).

2. Представления о процессе познания.

При подходе к познанию на инвариантной основе «анализ знаний, накопленных в разных предметных областях, показывает, что их накопление идет, как правило, путем увеличения все новых и новых частных явлений, новых частных зависимостей, основа же остается той же самой. В силу этого при построении содержания важно выделить инварианты» (Талызина).

Системно-динамический подход основывается на том, что «развитие науки отнюдь не сводится к простому накоплению и даже обобщению фактов, т.е. к тому, что называют кумулятивным процессом». Революционные преобразования в научном познании «означают коренные качественные изменения в концептуальном содержании его теорий, учений и научных дисциплин» (Рузавин). Поэтому содержание обучения должно максимально обеспечивать развитие творческих способностей к порождению принципиально новых решений, адекватных изменяющейся реальности.

3. Отношение к новизне.

Сторонники системно-динамического подхода доказывают, что дедуктивное выведение конкретного знания из общего теоретического не может дать действительно нового знания (Поспелов). Подлинная новизна принципиально не может быть сведена к общей неизменной основе. «Хроническая недостаточность оснований сопутствует всякой ситуации образования нового» (Кричевец). Все новое, которое сводится исчерпывающим образом к известной основе, новым, по сути, не может считаться.

4. Отношение к неопределенности.

При обучении на инвариантной основе неопределенность стремятся свести к минимуму и добиться 100%-го решения всех задач всеми учащимися, что предполагает полную определенность их представлений в рамках усваиваемого содержания. Это вполне реальная, достижимая цель, когда речь идет о задачах, связанных со стабильными моносистемами.

При динамическом подходе неопределенность оценивается неоднозначно. Принципиальным преимуществом неопределенности считается то, что она, как ни парадоксально, информативней определенности – информативней в отношении будущих возможностей сложной системы. А нарастающие точность и определенность «отрезают» разнообразие возможностей, оставляя в пределе лишь одну – ту, которая в соответствии с точной моделью должна стать действительностью. Неопределенность, неполнота и противоречия в понимании считаются источником творчества, которое невозможно гарантировать на 100% (иначе это не творчество, что возвращает нас к вопросу о новизне). Новизна возникает лишь при частичном перекрытии зон понимания участников диалога, создающем неопределенность и противоречивость (Лотман).

5. Отношение к усваиваемым при обучении стратегиям.

При обучении на инвариантной основе считается, что усваиваемые стратегии должны быть преимущественно дедуктивными, позволяющими вывести все решения из одной неизменной основы и обеспечивать безошибочное выполнение деятельности с первого раза. Системно-динамический подход обусловливает необходимость разнообразия стратегий, в том числе индуктивных стратегий и метода проб.

Основным методом исследования сложных динамических систем считается многофакторное экспериментирование (Мельников, Пятницын, Вовк). Чем более разнообразны экспериментальные воздействия, тем полнее и многостороннее познание изучаемой системы. Разнообразить воздействия можно двумя путями. Во-первых, это использование или изобретение ранее не применявшихся методов воздействий. Это совершенно новые воздействия, не сводящиеся к комбинациям уже опробованных. Вовторых, это комбинирование воздействий в различных сочетаниях. Как показано в теории систем и теории эксперимента, комбинирование – это важнейшее универсальное направление развертывания разнообразия экспериментальных воздействий.

Многофакторное экспериментирование позволяет изучать такое принципиальное свойство систем, как эмергентность – несводимость свойств системы к сумме свойств ее отдельных элементов (неаддитивность, несуммативность).

Помимо этого методология однофакторного экспериментирования основана на следующих менее очевидных положениях: а) измерительный инструмент не включается в теорию объекта; б) постулируется константность этого измерительного инструмента (предполагается, что знание «материализуется» в исследовательском инструменте строго однозначным образом, а действие этого инструмента в разных экспериментальных ситуациях остается постоянным).

Методология многофакторного экспериментирования, в отличие от однофакторного, базируется на других предпосылках (Пятницын, Вовк):

1.Невозможно выделение каждого свойства или фактора в «чистом»

виде, а также разделение факторов и их изменение по одному.

2.Исследовательский инструмент включается в теорию объекта.

3. Овеществление знаний в экспериментальном инструменте не является жестко однозначным. Инструмент представляет собой многофункциональную систему.

4. Результаты эксперимента представляются не одной, а множеством моделей.

Итак, для развития творческого потенциала учащихся высшей школы необходимо строить исследовательскую деятельность с использованием в большей или меньшей мере элементов системно-динамического подхода.

Этот подход позволяет наполнить творческим содержанием все компоненты учения:

• мотивационный (вооружение знанием об источниках творчества);

• компонент самоуправления (множественное целеполагание);

• содержательно-операционный (новое отношение к таким средствам обучения, как понятие (четкое и нечеткое), образ, метод проб и др.).

1. Зиновкина М. Креативная технология образования // Высш. образование в России. 1999. № 3.

2. Игнатова В.В. Педагогические факторы духовно-творческого становления личности в образовательном процессе: Моногр. Красноярск, 2000.

3. Поддьяков А.Н. О реализации принципов разработки многофакторных объектов для изучения мышления детей // Вестн. Моск. ун-та. Сер.14.

Психология. 1998. № 2. С. 31 – 42.

4. Философский словарь / Под ред. И.Т.Фролова. М.: Политиздат, 1981.

ПОДГОТОВКА ИНЖЕНЕРА-КОНСТРУКТОРА

В СОВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЯХ

В настоящее время промышленное производство испытывает острую необходимость в инженерно-техническом персонале, в совершенстве владеющем современными информационными технологиями, внедрение которых позволяет существенно повысить производительность труда в управлении производством, проектировании и исследовании объектов и процессов. Одним из направлений решения этой проблемы является использование систем автоматизированного проектирования (САПР).

При неавтоматизированном проектировании результаты во многом определяются инженерной подготовкой конструкторов, их производственным опытом, профессиональной интуицией и другими факторами. Автоматизированное проектирование позволяет значительно сократить субъективизм при принятии решений, повысить точность расчетов, выбрать наилучшие варианты для реализации на основе строгого математического анализа всех или большинства вариантов проекта с оценкой технических, технологических и экономических характеристик производства и эксплуатации проектируемого объекта. Автоматизация проектирования способствует более полному использованию унифицированных изделий в качестве стандартных компонентов проектируемого объекта.

В общем объёме информации, определяющей свойства изделия, значительную часть составляют данные о геометрии конструкции, они играют главную роль в дальнейшей судьбе самого изделия. Использование единой электронной модели, создаваемой на этапе конструкторской проработки, обеспечивает преемственность использования информации на всех этапах существования изделия, сокращает затраты на ее повторный ввод, подготовку и обработку на последующих стадиях производства и эксплуатации.

В качестве средства подготовки электронной модели проектируемого изделия можно использовать «Компас», AutoCAD, Mechanical Desktop, SolidWorks и др. пакеты создания геометрических 3D-моделей. Процедура построения 3D-модели весьма полезна для выявления конструкторских неувязок, пространственных конфликтов, которые практически неизбежны при бумажном проектировании сложных изделий.

После создания геометрической модели переходят к созданию модели для расчета на прочность методом конечных элементов (МКЭ). Для этой цели чаще всего используют программные продукты СОSMOS, NASTRAN, ANSYS, ALGOR, COSМОS/Works 6.0 и др.

Как показала практика, порядка 80 – 90% прочностных задач описываются линейной статикой – либо непосредственно, либо с небольшими допущениями, а потому для целей проектирования можно отказаться от желания «считать все» и выбрать более дешевые программные продукты.

В настоящее время получили распространение специализированные интегрированные системы автоматизированного проектирования, в которых предусматривается полная автоматизация всех расчетных и чертежных работ, а также технологической подготовки производства (проектирования технологической оснастки, определения оптимальных маршрутов, выбора оборудования и инструмента и др.). Кроме того, в них предусматривается полная или частичная автоматизация изготовления всей необходимой документации (чертежей, таблиц, текстов и др.).

К таким системам, в частности, относится сочетание программных продуктов SolidWorks, DesignSpace. DesignSpace вычисляет напряжения и перемещения в системе ANSYS при механическом и тепловом нагружении детали, созданной в SolidWorks. Он позволяет вычислить собственные частоты первых шести форм колебаний, оптимизировать распределение материала в объёме детали без нарушения её прочности.

После запуска программы SolidWorks на экране дисплея раскрывается представленное на рис.1 главное окно с основными элементами пользовательского интерфейса. В рабочей области окна изображена модель пластины (1200х600х10 мм) с центральным отверстием (радиус отверстия мм), построение которой занимает несколько минут. Требуется нажать кнопки: Эскиз, Прямоугольник, Основание/Вытянутая бобышка, Вытянутый вырез – и установить необходимые размеры.

Затем в строке меню выбирают команду DesignSpace. В открывшемся окне задают граничные условия (в рассматриваемом нами случае один торец пластины защемлен, а ко второму приложено растягивающее усилие) и запускают программу расчета напряжений и перемещений. Программа самостоятельно создаёт конечно-элементную модель детали и выполняет расчет, который длится не более двух минут. Результаты вычислений напряжений представлены на рис.2, а перемещений – на рис.3 (сплошными черными линиями указаны исходные размеры детали).

Аналогом уровня физических величин в DesignSpace является цвет.

Поэтому во всех окнах выводится шкала «Значение физической величины – цвет».

В пределах рабочего окна деталь можно перемещать, поворачивать, изменять её масштаб, т.е. имеется возможность досконально изучить распределение физической величины. На рис. 2, а деталь повернута передней поверхностью к наблюдателю, на рис. 2, б показана изометрическая проекция детали. DesignSpace даёт возможность пользователю исследовать распределение физической величины в любом выбранном сечении детали (рис.2, в), при этом высвечивается значение физической величины в точке, указанной курсором.

Результаты расчета, представленные на рис.2, по крайней мере, качественно хорошо согласуются с известными картинами полос, получаемыми при физическом моделировании данной задачи поляризационно-оптическим методом.

Если перед DesignSpace поставить задачу снизить вес детали на 20%, не уменьшая её несущей способности, то результатом его расчета будут области детали, которые можно удалить (рис. 4). DesignSpace предлагает убрать часть материала детали и показывает, как она будет выглядеть после выполнения этой процедуры.

(mm) DesignSpace составляет отчет о проделанной работе, правда на английском языке.

0. Итак, высшее учебное заведение должно подготовить специалиста (инженера-конструктора), в 0. 0. знающего возможности основных современных графических и вычислительных пакетов, умеющего анализировать полученные результаты. Это, в свою очередь, предполагает, что молодой специалист знаком:

0. • с методами представления плоских и пространственных кривых и поверхностей (курс дифференциальной геометрии);

ций в двумерном и трехмерном пространствах (компьютерная начертательная геометрия и графика);

• методами интерполяции и аппроксимации кривых и поверхностей с помощью различных функций, методом конечных элементов, численными методами решения линейных и нелинейных алгебраических и дифференциальных уравнений, используемых при построении моделей кривых и поверхностей, а также при прочностном и деформационном расчете деталей и конструкций (численные методы);

• основами механики сплошной среды (механика сплошной среды);

• основами математической и прикладной теории упругости (теория упругости);

• основами прикладной теории пластичности (прикладная теория пластичности).

Деятельность конструктора не сводится лишь к бухгалтерии расчетов. В её основе лежит не только наука, но и искусство, не только точное знание, опирающееся на числа, но и интуиция, опирающаяся на опыт и понимание. «ЭВМ могут значительно ускорить процесс проектирования, если конструктор талантлив, но никогда не сделает талантливого конструктора из посредственности. А ЭВМ в руках посредственности – это страшно!»1 При подготовке инженера-конструктора должно использоваться Новожилов В.В., Слепян Л.И. Некоторые проблемы и достижения механики разрушения // Вестн. АН СССР. 1987. №9. С. 96 – 111.

разумное сочетание современных вычислительных средств и опыта действующих конструкторов. Первую задачу целесообразно решать на младших курсах, а вторую – повышение общей профессиональной культуры инженера – на старших.

Новые учебные планы подготовки инженера-конструктора не предполагают изучение большинства из перечисленных дисциплин и, следовательно, не позволяют непосредственно решить эту задачу в рамках часов, отводимых на изучение математических, естественнонаучных и общетехнических дисциплин в техническом университете. В связи с этим возникает необходимость «вкрапления» основ этих дисциплин в другие дисциплины при «сквозном» обучении компьютерным технологиям в вузе.

Продемонстрируем это на примере нового учебного плана подготовки дипломированных специалистов по направлению 653200 – «Транспортные машины и транспортно-технологические комплексы», специальность 171000 – «Сельскохозяйственные машины и оборудование».

В сельскохозяйственных вузах, в отличие от машиностроительных и строительных, перечисленные дисциплины не читаются, а количество часов, отводимое учебными планами на изучение дисциплин механического цикла, неуклонно сокращается. Частичное решение этой проблемы связано с интенсивным использованием в учебном процессе современных ЭВМ и программных продуктов, адаптированных к пользователю.

Перечень учебных дисциплин, включенных в сквозную программу внедрения компьютерных технологий в учебный процесс, приведен в таблице.

Из таблицы следует, что начиная с первого семестра студенты используют программный продукт MathCAD, который является уникальной системой для работы с формулами, числами, текстами и графиками. Язык общения пользователя с системой настолько приближен к обычному математическому языку описания вычислительных задач, что практически не требует их программирования.

MathCAD позволяет записывать на экране компьютера формулы в привычном для студента виде, размещать текст в любом месте вокруг уравнений, чтобы документировать процесс решения. С помощью наборных панелей MathCAD можно вводить в документ практически все известные математические символы и операторы. Можно рисовать двумерные и трехмерные графики, пользоваться иллюстрациями из других приложений Windows. MathCAD позволяет перевести в разряд вычислительных классы задач, до недавнего времени считавшихся сугубо интеллектуальными и подлежащими компетенции только человека. И самое основное, этот пакет студенты успешно осваивают уже в первом семестре первого курса, когда они ещё не в состоянии работать с более мощными программными продуктами.

Возможности системы MathCAD проиллюстрируем на примерах решения задач из перечисленных дисциплин.

1.1. СТАТИКА. Mathcad позволяет записывать уравнения равновесия системы сил в традиционном виде. Для расчетных схем б и в (рис. 5), где все активные силы и пары сил приведены к центру А, записаны уравнение моментов всех сил системы относительно точки А и сумма проекций всех сил на ось У.

Для расчетной схемы б представлен способ решения системы уравнений с помощью вычислительного блока Given – Find. Перед блоком задаются начальные приближения для всех неизвестных. Ниже ключевого слова Given могут быть введены уравнения и неравенства. Mathcad позволяет непосредственно решать системы уравнений, содержащих до 50 незвестных.

Для расчетной схемы в представлен символьный способ решения СЛАУ. При символьном решении системы уравнений искомый корень выражается через другие переменные и константы и Mathcad выдает либо аналитические выражения корней, либо численные, если выше блока решения системы уравнений заданы переменные и константы.

Матричный способ решения СЛАУ позволяет в Mathcad решать системы уравнений достаточно высокого порядка. Даже Mathcad 2 при неявном задании матрицы коэффициентов СЛАУ и вектора свободных коэффициентов (матрицы и вектора задавались в каком-либо текстовом редакторе, а затем считывались в Mathcad) позволял нам решать системы 900го порядка.

1.2. КИНЕМАТИКА. Уравнения движения точки записываются традиционным способом. Mathcad позволяет легко и изящно строить и форматировать графики функций самого различного вида на плоскости и на криволинейных плоскостях. Все графики маркируются цветом.

На рис.6 представлена траектория движения точки, её положение в заданный момент времени и положение колеса.

Чтобы проследить за движением точки М обода колеса, необходимо создать анимационный клип. Mathcad позволяет создавать и воспроизводить короткие анимационные клипы при помощи встроенной переменной FRAME. Присвоим переменной t значения встроенной в Mathcad переменной FRAME. Всё, что использует в качестве одного из аргументов эту переменную, может быть анимировано. Это касается не только графиков функций, но также результатов вычислений. Можно воспроизводить клипы с различной скоростью и сохранять их для использования другими приложениями.

1.3. ДИНАМИКА. При решении задач динамики приходится интегрировать одно или несколько дифференциальных уравнений. Mathcad имеет ряд встроенных функций: rkfixed, Bulstoer, Rkadapt, bulstoer, rkadapt, stiffb,stiffr, предназначенных для численного решения ОДУ.

Для поиска решения дифференциального уравнения методом Рунге – Кутта четвертого порядка наиболее часто используется функция rkfixed..

Матрица, получаемая в результате решения, содержит n столбцов: первый – для значений аргумента t и оставшиеся столбцы – для значений функции и её производных.

В качестве примера интегрирования дифференциальных уравнений движения точки приведем фрагменты программы по исследованию движения материальной точки массы m по внутренней гладкой поверхности цилиндрической оболочки радиусом r.

Рис. Оси x и y расположим в горизонтальной плоскости, ось z – вверх (рис.7, а). Это задание студенты выполняют в начале третьего семестра.

Движение материальной точки по гладкой поверхности описывается уравнениями:

Здесь m – масса; x, y, z – координаты точки; Fx, Fy, Fz – проекция вектора силы на координатные оси; f(x, t, z) = 0 – уравнение поверхности связи; – множитель связи D2 f – дифференциальный оператор второго порядка, зависящий от функции f.

Примем, что в начальный момент положение r точки определяется координатами x0 = 0, y0 = 0, z0 = r ; вектор V0 начальной скорости лежит в плоскости, касательной к поверхности цилиндра и параллельной плоскости xoy, его направление составляет с осью y угол 0, а модуль равен V0.

На материальную точку действует сила тяжести F = mg k и реакция R, направленная к оси по радиусу цилиндра f (x, y, z ) = y 2 + z 2 r 2 = 0.



Pages:   || 2 | 3 | 4 |
 




Похожие работы:

«Министерство образования и науки Российской Федерации Сибирский федеральный университет МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ЗАДАЧИ ЭНЕРГЕТИКИ Часть 1 Учебно-методическое пособие Электронное издание Красноярск СФУ 2012 УДК 621.311.1(07) ББК 31.27я73 М34 Составитель: А.А. Герасименко Рецензент: А.В. Бастрон, канд. техн. наук, доцент, зав. кафедрой Электроснабжение сельского хозяйства КрасГАУ М34 Математические задачи энергетики. Ч.1: учеб.-метод. пособие [Электронный ресурс] / сост. А.А. Герасименко. – Электрон. дан....»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Сыктывкарский лесной институт – филиал государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт-Петербургская государственная лесотехническая академия имени С. М. Кирова ФЕВРАЛЬСКИЕ ЧТЕНИЯ Региональная научно-практическая конференция, посвященная 55-летию высшего профессионального лесного образования в Республике Коми Сыктывкар, Сыктывкарский лесной институт, 27–28 февраля 2007 г. СБОРНИК МАТЕРИАЛОВ Научное электронное издание...»

«ВЫДАЮЩИЕСЯ УЧЕНЫЕ КАЗАНСКОГО УНИВЕРСИТЕТА В.И.Гаранин ЭДУАРД АЛЕКСАНДРОВИЧ ЭВЕРСМАНН 1794 – 1860 УДК 57-5 (Эверсманн) ББК 28.6Г Г20 Печатается по решению Комиссии по издательской деятельности Казанского государственного университета Научный редактор профессор В.А.Кузнецов Гаранин В.И. Г20 Эдуард Александрович Эверсманн: 1794 – 1860. – Казань: Изд-во Казанск. ун-та, 2001. – 24 с. ISBN 5-7464-1017-9 Заведующий кафедрой ботаники и зоологии (с 1828 г.) и первый заведующий кафедрой зоологии...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова (СЛИ) Кафедра электрификации и механизации сельского хозяйства МОНТАЖ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ И СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ Учебно-методический комплекс по дисциплине для студентов специальности 110302 Электрификация и...»

«ОЙКУМЕНА Регионоведческие исследования Научно-теоретический альманах Выпуск 1 Дальнаука Владивосток 2006 http://www.ojkum.ru/ Редакционная коллегия: к.и.н., доцент Е.В. Журбей (главный редактор), д.г.н., профессор А.Н. Демьяненко, к.п.н., доцент А.А. Киреев (ответственный редактор), д.ф.н., профессор Л.И. Кирсанова, к.и.н., профессор В.В. Кожевников, д.и.н., профессор А.М. Кузнецов. Попечитель издания: Директор филиала Владивостокского государственного университета экономики и сервиса в г....»

«1 Министерство сельского хозяйства РФ ФГОУ ВПО Кубанский государственный аграрный университет ФАКУЛЬТЕТ ВОДОХОЗЯЙСТВЕННОГО СТРОИТЕЛЬСТВА И МЕЛИОРАЦИИ ФАКУЛЬТЕТ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ Кафедра гидравлики и сельскохозяйственного водоснабжения МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ для практических занятий по гидравлике для студентов специальности 311300 - Механизация сельского хозяйства; 110302 – Электрификация и автоматизации сельского хозяйства; 2701.02 Промышленное и гражданское строительство Краснодар...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Мичуринский государственный аграрный университет А.Г. КУДРИН ФЕРМЕНТЫ КРОВИ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПРОДУКТИВНОСТИ МОЛОЧНОГО СКОТА Мичуринск - наукоград РФ 2006 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com УДК 636.2. 082.24 : 591.111.05 Печатается по решению редакционно-издательского ББК 46.0–3:28.672 совета Мичуринского...»

«Книгообеспеченность кафедры Кафедра Ботаники Зав.кафедрой Лебедев Владимир Павлович Кол-во № Литература Специальность книг 1 Биогеоценология (М) (020400.68) (2-3) Основная литература 1 Шилов, И. А. 2040068(Биологи 29 Экология : Учеб. для студ. биол. и мед. спец. вузов : я (020400.68)) рекомендовано МО РФ / И. А. Шилов. - 2-е изд., испр. - М. : Высш. шк., 2000. - 512 с. : ил. - Библиогр.: с. 498-510. - ISBN 5-06-003730Валова, Валентина Дмитриевна (Копылова). 2040068(Биологи Экология : [учебник...»

«УДК 332.14 (571.15) Цветков Владимир Вячеславович Стратегический анализ и прогнозирование развития отраслей: региональный аспект (на примере Алтайского края) 08.00.05 – экономика и управление народным хозяйством (региональная экономика; экономика, организация и управление предприятиями, отраслями, комплексами АПК и сельского хозяйства) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук Барнаул – 2007 Работа выполнена на кафедре анализа,...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Департамент ветеринарии Ульяновской области ФГОУ ВПО Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия Ассоциация практикующих ветеринарных врачей Ульяновской области Ульяновская областная общественная организация защиты животных Флора и Лавра Материалы международной научно-практической конференции ВЕТЕРИНАРНАЯ МЕДИЦИНА XXI ВЕКА: ИННОВАЦИИ, ОПЫТ, ПРОБЛЕМЫ И ПУТИ ИХ РЕШЕНИЯ посвящнной Всемирному году ветеринарии в ознаменование...»

«УДК 633.2.03 МЕТОДЫ ОЦЕНКИ И УПРАВЛЕНИЯ ЛУГОВЫМИ АГРОЭКОСИСТЕМАМИ В УСЛОВИЯХ ИЗМЕНЯЮЩЕГОСЯ КЛИМАТА А. А. Кутузова, профессор, доктор сельскохозяйственных наук, ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт кормов им. В. Р. Вильямса, г. Москва, В. Н. Ковшова, кандидат сельскохозяйственных наук, ГУП Кировская лугоболотная опытная станция Россельхозакадемии, г. Киров В настоящее время проблемы, связанные с изменением климата, его неустойчивостью и непредсказуемостью, ещё более обостряются в...»

«Российская Академия Наук Институт философии С.С. Неретина ФИЛОСОФСКИЕ ОДИНОЧЕСТВА Москва 2008 УДК 10(09) ББК 87.3 Н-54 В авторской редакции Рецензенты доктор филос. наук В.Д. Губин доктор филос. наук Т.Б. Любимова Неретина С.С. Философские одиночества [Текст] / Н-54 С.С. Неретина; Рос. акад. наук, Ин-т философии. – М. : ИФРАН, 2008. – 269 с. ; 20 см. – 500 экз. – ISBN 978-5У человечества нет другого окошка, через которое видеть и дышать, чем прозрения одиночек. Монография – о философах,...»

«Turczaninowia 2008, 11(4) : 5–141. 5 УДК 581.9 (571.1/5) Л.И. Малышев L. Malyshev РАЗНООБРАЗИЕ РОДА ОСТРОЛОДКА (OXYTROPIS) В АЗИАТСКОЙ РОССИИ DIVERSITY OF THE GENUS OXYTROPIS IN ASIAN RUSSIA Представлен системный анализ рода Остролодка в Азиатской России. В Сибири и на российском Дальнем Востоке обнаружены 142 вида и 24 подвида в составе 5 подродов и 16 секций. Показана неоправданность выделения 15 таксонов в качестве видов. Они являются мутантами или распространены вне региона. Для секций и...»

«КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Биолого-почвенный факультет Кафедра генетики МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕДОКС-СТАТУСА КУЛЬТИВИРУЕМЫХ КЛЕТОК РАСТЕНИЙ Учебно-методическое пособие к курсам магистратуры Экологическая генетика, Генетическая токсикология Казань 2011 УДК 577.152.1 Печатается по решению Редакционно-издательского совета ФГАОУВПО Казанский Федеральный (Приволжский) университет методической комиссии биолого-почвенного факультета К(П)ФУ заседания кафедры генетики К(П)ФУ Протокол №...»

«Экосистемы, их оптимизация и охрана. 2013. Вып. 8. С. 47–60. УДК 595.782 (477.75) ТРЕТЬЕ ДОПОЛНЕНИЕ ПО ФАУНЕ И БИОЛОГИИ ЧЕШУЕКРЫЛЫХ (LEPIDOPTERA) КРЫМА Будашкин Ю. И.1, Савчук В. В.2 1 Карадагский природный заповедник НАН Украины, Феодосия, budashkin@ukr.net 2 Крымское отделение Украинского энтомологического общества, Феодосия, okoem@km.ru Приводятся результаты оригинальных исследований фауны и биологии крымских чешуекрылых 1985–2012 годов: 6 новых для Крыма видов, из которых 4 являются новыми...»

«Н. В. Беляева О. И. Григорьева ЛЕСОВОДСТВО С ОСНОВАМИ ЛЕСНЫХ КУЛЬТУР Практикум Санкт-Петербург 2011 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ имени С.М. Кирова Кафедра лесоводства Н. В. Беляева, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент О. И. Григорьева, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент ЛЕСОВОДСТВО С ОСНОВАМИ ЛЕСНЫХ КУЛЬТУР Практикум для подготовки...»

«ЭКОНОМИКА, ОРГАНИЗАЦИЯ, СТАТИСТИКА И ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ББК 65.9 (2) 32 ВЛИЯНИЕ КРИЗИСНОЙ СИТУАЦИИ В ЭКОНОМИКЕ НА ПОЛОЖЕНИЕ СРЕДНЕГО КЛАССА Пятова Ольга Федоровна, канд. экон. наук, доцент кафедры Статистика и экономический анализ ФГОУ ВПО Самарская государственная сельскохозяйственная академия. 446442, Самарская обл., п.г.т. Усть-Кинельский, ул. Учебная, 2. Тел.: 8(84663)46-4-48. Ключевые слова: средний класс, среднедушевые доходы, медианный доход. В статье представлено отличие...»

«УДК 37.001.76 ББК 74-551 К 29 Печатается по рекомендации методического совета ФГОУ ВПО Курская ГСХА Каталог инновационных научно-технических разработок ФГОУ ВПО Курская ГСХА, предлагаемых к реализации. - Курск: Изд-во КГСХА, 2007. - 121 с. ISBN 5-7369-0547-7 ФГОУ ВПО Курская ГСХА предлагает Вашему вниманию инновационные научно-технологические проекты, разработанные в последние годы учеными академии. Мы готовы к любым формам сотрудничества, как путем продажи представленной продукции, так и путем...»

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М.В.ЛОМОНОСОВА Геологический факультет ГАРМОНИЯ СТРОЕНИЯ ЗЕМЛИ И ПЛАНЕТ (региональная общественная организация) МОСКОВСКОЕ ОБЩЕСТВО ИСПЫТАТЕЛЕЙ ПРИРОДЫ Секция Петрографии СИСТЕМА ПЛАНЕТА ЗЕМЛЯ 300 лет со дня рождения М.В.Ломоносова 1711 – 2011 Сомнений полон ваш ответ О том, что окрест ближних мест. Скажитеж, коль пространен свет? И что малейших далее звезд? Несведом тварей вам конец? Скажитеж, коль велик Творец? М.В.Ломоносов Москва 2010 Редакционная...»

«ФГБОУ ВПО СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Ш.Ж. Габриелян, Е.А. Вахтина ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ Студентам вузов заочной, очно-заочной форм обучения неэлектротехнических специальностей и направлений подготовки г. Ставрополь, 2012 1 УДК 621.3 ББК 31.2:32.85 Рецензенты: кандидат технических наук, доцент кафедры информационных технологий и электроники Ставропольского технологического института...»






 
© 2013 www.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.