М. Д. Горлов Кемеровский технологический институт пищевой
| Вид материала | Документы |
- Кемеровский технологический институт пищевой промышленности э. Г. Винограй основы общей, 3787.75kb.
- Кемеровский Технологический Институт Пищевой Промышленности Среднетехнический факультет, 59.81kb.
- Г. А. Гореликова основы современной пищевой биотехнологии учебное пособие, 1625.9kb.
- Научное обоснование и практическая реализация разработки пищевой продукции с использованием, 839.05kb.
- Д. Ю. Адаменко, зам генерального директора ООО «Сибагро, 1895.99kb.
- Организация производства, 1218.9kb.
- Стандартизация, сертификация, 974.5kb.
- Компьютерное делопроизводство, 2293.2kb.
- Психодиагностика, 1634.82kb.
- Физико-химические и экологические аспекты утилизации органо-минеральных сточных вод, 642.5kb.
ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИКИ СТУДЕНТАМИ ТЕХНИЧЕСКИХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ
Как известно, изучение физики в высших учебных заведениях, особенно студентами технических специальностей, нацелено не только на формирование современного мировоззрения. Изучение физики как науки о природе позволяет заложить базовые знания и умения для многих специальных курсов, особенно технического направления.
В большинство задач, представленных в университетском курсе физики, рассматриваются, в той или иной мере, идеализированные системы. Например, кинематика изучает движение материальной точки, молекулярная физика рассматривает идеальный газ, а движение маятника происходят по гармоническому закону. Такие существенные упрощения оправданы прежде всего стремлением научить студентов решать некоторый набор типичных (базовых) задач, т.к. на упрощенных моделях проще продемонстрировать суть методов и методик получения конечного результата.
Однако в этом случае возникает некоторый разрыв между сутью физических моделей и виденьем студента изучаемого явления, которое опирается на его мировоззрение. То есть довольно часто поднимается вопрос: "Зачем решать задачу, в которой рассматривается явление, не наблюдаемое в природе?". В этом зачастую кроется причина вялого интереса студента к изучению отдельных разделов физики и науки вообще.Сложившаяся ситуация не безнадежна и из неё существует довольно простой выход. Для этого нужно:
1. Сместить рассмотрение материала в междисциплинарные области, что позволит расширить кругозор и свяжет курс физики с другими специальными предметами.
2. Решение задач проводить на адекватных моделях, максимально приближенных к реальным объектам, которые в идеале можно наблюдать в повседневной жизни.
3. Расширить применение компьютерной техники и современных математических методов.
Если первый пункт требует пересмотра структуры курса физики, то два последних могут быть решены в рамках существующих рабочих программ.
Такая экспериментальная модификация курса общей физики была предпринята для студентов специальности “Информационные технологии проектирования” Сумского государственного университета. Для этого на начальном этапе были разработаны методические указания для лабораторных работ, суть которых сводилась к постановке проблемных задач, требующих применения численных методов.
Например, расчет движения тела, брошенного под углом к горизонту, всегда проводится без учета сил трения при полете, хотя они сильно влияют как на форму траектории, так и на параметры полета (дальность, высоту, время и т.д.). Если ввести трение в виде нелинейной функции (вид её зачастую просто подбирается из феноменологических соображений), то задача практически, по крайней мере в рамках университетского курса математики, не решается аналитически и требует применения численных методов. Основываясь на достаточно простой метод Эйлера для решения дифференциальных уравнений [1, 2], студенты имеют возможность проследить временную динамику полета тела, попробовать построить зависимости выходных параметров полета от времени и начальных условий.
Еще одним примером может служить задача о маятнике, который отклонен от положения равновесия на угол больше 1 рад. Как известно, при таких начальных условиях закон изменения угла со временем будет существенно отличаться от гармонического. В этом случае вызывает интерес зависимость периода колебаний от начального угла и сравнение полученных значений с известной формулой 
(
– период колебаний; 
– длина маятника; 
– ускорение свободного падения), на которой основано решение многих задач.Моделирование затухающих колебаний, реального газа, электрических цепей, параметры которых зависят от температуры, поведение ферромагнетиков, рассеяние частиц на кулоновском центре и т.д. – это далеко не полный список проблемных задач, способных стимулировать интерес студента к изучаемому явлению [3].
Такой подход позволяет решить перечисленные выше задачи без существенной перестройки курса физики и повысить качество знаний путем перехода от созерцательной к эвристической методологии познания.
Список литературы
1 Григоренко Я.М., Панкратова Н.Д. Обчислювальні методи в задачах прикладної математики: Навч. посібник. – К.: Либідь, 1995. – 280 с.
2 Лященко М.Я., Головань М.С. Численні методи: Підручник. – К.: Либідь, 1996. – 288 с.
3 Бурсиан Э.В. Физика. 100 задач для решения на компьютере. – С.-Пб.: ИД "МиМ", 1997. – 256 с.
А.Н. Алексеев,
канд. техн. наук, доцент,
Н.И. Волков,
доктор техн. наук, профессор,
А.Н. Кочевский,
канд. техн. наук, ст. преподаватель,
kochevsky@dl.sumdu.edu.ua
Сумский государственный университет, г. Сумы
ВОЗМОЖНОСТИ ПАКЕТА SOLIDWORKS ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО ПРЕПОДАВАНИЯ ИНЖЕНЕРНЫХ ДИСЦИПЛИН
Конструкторскую деятельность на современных машиностроительных предприятиях невозможно представить себе без применения компьютера и соответствующего программного обеспечения. Приобретение опыта работы с такими программами – важный этап становления современного инженера. В работе [1] авторами представлен обзор существующих на рынке программных пакетов для машиностроительного конструирования, а также анализируется возможность включения работы с этими пакетами в учебный процесс, в том числе для дистанционной формы обучения.
На сегодняшний день одним из наиболее привлекательных пакетов по доступности и предоставляемым возможностям является SolidWorks (www.solidworks.com). Как и другие пакеты среднего класса, SolidWorks позволяет пользователю создать трехмерную твердотельную модель отдельных деталей, а затем создать сборку, включающую в себя несколько деталей или сборок. Интерфейс SolidWorks позволяет рассмотреть проектируемое изделие в различных ракурсах, вращая, перемещая и увеличивая/уменьшая его с помощью одной лишь мышки. Чертежи в этих пакетах генерируются автоматически – пользователь лишь указывает, какие виды и разрезы он хотел бы отобразить в виде чертежа. При изменении какого-либо размера на чертеже автоматически перестраивается твердотельная модель детали и сборки.
Прочие достоинства SolidWorks (по сравнению, например, с AutoCAD) таковы. Возможность указания связи между размерами – при изменении размера одного элемента размеры связанных с ним элементов обновятся надлежащим образом. Возможность использования таблицы параметров, сохраняемой в виде файла Excel, – эта таблица позволяет создать несколько различных конфигураций детали, путем подстановки значений из таблицы в размеры детали. Возможность контроля правильности работы собранного механизма в целом – если в процессе работы механизма одна деталь цепляется за другую, это можно наглядно видеть на экране. Возможность проектирования детали в контексте сборки – программа помогает пользователю выбрать форму и размеры детали таким образом, чтобы она рационально занимала место внутри собранного механизма, и не препятствовала требуемому перемещению других деталей.
В состав SolidWorks входят модули, позволяющие повысить наглядность представления разрабатываемых изделий. Модуль PhotoWorks позволяет создавать реалистичные изображения моделей SolidWorks с фотографическим качеством, используя имеющуюся библиотеку текстур поверхностей (металл, пластмасса, и т.д.). Модуль SolidWorks Animator позволяет анимировать и записывать сборки SolidWorks в движении, в виде файлов .avi.
Далее остановимся на модулях пакета SolidWorks [2], которые делают его особенно привлекательным для совместной работы над проектом удаленными разработчиками, а также для дистанционной формы обучения.
Модуль eDrawings Viewer является бесплатной программой для просмотра файлов SolidWorks, которую можно загрузить с сайта www.solidworks.com. Кроме того, имеется возможность сохранять файлы моделей, сборок и чертежей SolidWorks непосредственно в формате eDrawings, в результате чего получаемые файлы занимают на порядок меньше места, что удобно для их отправки по электронной почте. Интерфейс eDrawings Viewer так же позволяет рассмотреть проектируемое изделие в различных ракурсах, вращая, перемещая и увеличивая/уменьшая его с помощью одной лишь мышки. В eDrawings Viewer имеется также возможность виртуальной разборки конструкции на отдельные детали, встроенная анимация, и возможность рецензирования, что очень удобно для дистанционного обучения (рис. 1).
Отметим также, что для просмотра файлов eDrawings наличие установленной программы eDrawings Viewer не обязательно. В eDrawings Viewer имеется возможность сохранять файлы в виде архива (в т.ч. самораспаковывающегося), и даже в формате .html. Объекты, запакованные в этих файлах, уже содержат встроенную программу просмотра eDrawings. Для просмотра файлов eDrawings, сохраненных в формате .html, достаточно лишь наличия браузера Inernet Explorer 5.5 или выше.
Рис. 1. Сборка насоса, открытая в eDrawings Viewer,
с рецензией преподавателя
Модуль SolidWorks 3D Instant Website позволяет создать web-страницу из программы SolidWorks. Просто нажав кнопку мыши, можно создать web-страницу на сервере, предоставляемом корпорацией SolidWorks, или на локальном или сетевом диске. При создании используется шаблон и стиль, настраивать которые можно самостоятельно.
Список литературы
1. Волков Н.И., Алексеев А.Н., Кочевский А.Н. Обзор современных программных пакетов для машиностроительного конструирования и их использование при преподавании инженерных дисциплин // Наука і освіта: Збірник наукових праць (до 40-річчя співпраці НТУ “ХПІ” та Мішкольцького ун-ту) – Харків: НТУ “ХПІ”, 2004. – С. 347-350.
2. Знакомство с SolidWorks Educational Edition, 2003/2004.
Л.А. Киценко,
канд. физ.-мат. наук, доцент,
Л.С. Каминская,
О.Т. Сташкова,
А.М. Осинцев,
канд. физ.-мат. наук, доцент,
osintsev@kemtipp.ru
Кемеровский технологический институт
пищевой промышленности, г. Кемерово