XIV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2022

Вусловиях пандемии и в пространстве самоизоляции происходят глубокие структурные перемены заставляющих обратиться к и решению многих задач, связанных с проблемой деформации профессиональной образовательной среды вуза и эффективной реализацией ее педагогического потенциала. Понятие профессиональной образовательной среды широко употребляется в различных документах, но не имеет единой формулировки. Мы под профессиональной образовательной средой вуза, мы понимаем систему, включающая в себя такие структурные элементы, как совокупность применяемых образовательных технологий, управление учебно-воспитательным процессом. Существенным структурным Это-связано с осознанием роли его структурно-содержательных составляющих в процессах развития и становления современного специалиста. Ведущим структурно-содержательным компонентом этого пространства при подготовке современного специалиста по телекоммуникациям является лабораторные практикумы по различным областям физики предоставляющие оптимальные условия для развития личности человека, и соответствующей его индивидуально-психологическому складу.

Внимание к организации и проведению лабораторного практикума объясняется тем, что по наблюдениям психологов, эта форма учебной работы максимально способствует активизации мыслительной деятельности студентов и выработке у них навыков творческого применения на практике полученных знаний. На лабораторных занятиях наиболее ощутимо осуществляется принцип единства теории и практики. Наибольшего эффекта при проведении лабораторных работ можно добиться при наличии специальной лаборатории, достаточно оснащенной испытательными машинами лабораторно-производственного назначения. Но в пространстве самоизоляции это исключено.

Логическим решением этой проблемы является переход к моделированию.

Моделирование лабораторных установок в виде специальных программ в среде «multisim». Мы получим идеальный лабораторные установки с настраиваемыми параметрами приборов, а также программы, которые помогут нам избежать ошибок при расчете фронтальным способом. Позволяют решить проблему фронтально-индивидуального подхода при проведения лабораторных работ в пространстве самоизоляции.

Моделирование - это метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей.

Актуальность работы: Моделирование – один из современных способов научного познания мира. Этот метод с наибольшей полнотой помогает понять суть изучаемого объекта. Идея моделирования пронизывает все сферы жизнедеятельности человека. Практика моделирования имеет многовековую историю, даже такой литературный жанр, как притча, имеет непосредственное отношение к понятию модели, поскольку смысл этого жанра состоит в переносе реальных отношений между людьми на отношения между вымышленными персонажами. Осмысленное решение любой реальной прагматической задачи выводит на путь моделирования.

Все модели без исключения - это мысленно или фактически созданная структура, воспроизводящая действительность в упрощенной, схематизированной и наглядной форме.

Цели, которые преследуются в данном случае при моделировании:

1. Понять сущность изучаемого объекта.

2.Научиться управлять объектом и определять наилучшие способы управления.

3. Прогнозировать прямые или косвенные последствия.

4.Решать прикладные задачи.

Существует множество типов и разновидностей моделей, систематизация и классификация моделей по следующим признакам:

По факту времени: статистические и динамические

По области знаний: биологические, социологические, исторические, математические

По степени формализации: модели бывают образно-знаковые и знаковые.

По способу представления: материальные, нематериальные, мысленные, вербальные, информационные. Пример вербальной модели-притча здесь в разговорной форме фокусируется внимание собеседника на определенных сторонах человеческой жизни, используются для передачи мыслей.

По области использования: учебные, игровые, исследовательские, опытные, имитационные

В образовательном пространстве модель выступает как имитационный элемент в процессе научного познания как заменитель изучаемого объекта.

Изучаемые модели позволяют получить информацию, сведения об оригинале, понять сущность изучаемого объекта, а, следовательно, научиться управлять объектом и прогнозировать прямые или косвенные последствия. Решать прикладные задачи

Практика физического материального восходит к эпохе возрождения к великим именам, как-то Леонардо да Винчи, Галилея, Обоснования методов моделирования закладывалась такими учеными как Эйлером, Фурье, Коши, Бертраном, Гельмгольцем. Возможность создания таких моделей определяется сходством математического описания явлений, различных по своей физической сущности. Данные ученые рассматривали моделирование как особую форму эксперимента. В обычном эксперименте средства экспериментального исследования взаимодействуют непосредственно -с самим объектом исследования. При моделировании такого прямого контакта нет. Здесь экспериментируют не с самим объектом, а с его заменителем, который называют моделью. Сам же объект исследования принято называть оригиналом. Решение математических и инженерных задач сводится к эксперименту с некоторой физической системой, которая сознательно построена таким образом, что ее математическое описание одинаково с задачей, подлежащей решению, используется метод аналогий.

Применил метод аналогий в 1845 г., Г.Р. Кирхгоф впервые применил метод аналогий для исследования поля плоского конденсатора на электрической модели из медной фольги. Данный способ моделирование полей различных по своей природе «тепловых, электрических давлений и т.д» получил название «Электромоделирование».

Электромоделирование прошло длительный путь развития.

Процесс решения задачи, основанный на принципах математической аналогии распространения электрического тока с явлениями в механике, сводился к построению эквипотенциальных линий поля модели. При этом использовались различные принципы измерения потенциалов в точках на модели и различные электропроводные материалы, из которых изготовлялась модель. Первым материалом, применявшимся для электромоделирования, были тонкие листы меди, потом листы константана и оловянной фольги. В этих случаях постоянный электрический ток соответствовал очень низким напряжениям. В дальнейшем в нашей стране и за рубежом отказались от твердых электронных проводников и стали применять для моделирования жидкий ионный проводник электролит.

В дальнейшем в сороковые годы налаживается промышленное производство электропроводной бумаги, например, для самописцев, что позволило применить этот очень дешевый и удобный в работе материал для электромоделирования.

Впервые реальное применение электропроводной бумаги для решения технических задач методом электромоделирования предложил в 1949 г. П. Ф. Фильчаковым. [1]

Но в современном вузовском лабораторном практике по общей физике продолжает использоваться в моделировании полей на основе электролитов

Но следует отметить, что бумага для обвертки светочувствительных фотоматериалов обладает хорошей электропроводностью. Проводимость такой бумаги колеблется в пределах от 50 000 ом на квадрат до нескольких мегом и более. Однородность ее не хуже других электропроводных бумаг. Бумага для обертки обвертки светочувствительных фотоматериалов со значительной примесью сажи изготовлялась задолго до изобретения, специальной электропроводной бумаги, еще в начале прошлого века. Странно только, что никто не попытался использовать.

В шестидесятые годы в аналого-вычислительном эксперименте для моделирования полей различной природы начинает доминировать в качестве рабочего тела сетки омических сопротивлений, сетки RC цепочек. Использование сеток сопротивлений, сеток RC цепочек открывает широкие возможности моделирования в среде программирования «multisim».

Лабораторные работы по общей физике и не только в которых исследуются электрические поля конденсаторов, электроннолучевых приборов, и т.д.. можно перенести в среду multisim, что позволит решить некоторые проблемы, возникшие в пандемии в пространстве самоограничений.

литература

1. Фильчаков П. Ф. Электромоделирование задач фильтрации в раз¬нородном грунте. Доклады АН СССР, т. 66, Киев, «Наукова думка», 1949, № 4, стр. 593—596.