Рязань_26.04.2013

перекрытия больших пролетов, быстрота монтажа и демонтажа, многооборачиваемость

иполное заводское изготовление, сравнительно низкая стоимость, невозможность обрушения, т.е. безопасность в аварийных ситуациях, светопроницаемость и радиопрозрачность ограждающих конструкций. Недостаток таких зданий— необходимость постоянно поддерживать избыточное давление воздуха под оболочкой

итрудности создания микроклимата.

2.Пневматические строительные конструкции. Пневматические конструкции

— это конструкции, представляющие собой оболочки из воздухонепроницаемых тканей или пленок, которые работают в сочетании с воздухом, находящимся внутри под избыточным давлением. В виде однослойных оболочек эти конструкции могут образовывать покрытия пролетом до 60 jh. В виде отдельных элементов они могут служить элементами каркаса покрытий пролетом до 15 м. Основным материалом при изготовлении пневматических конструкций являются воздухонепроницаемые ткани, состоящие из синтетических текстилей и эластичных покрытий на основе стойких против старения резин, полихлорвинила или других смол. Основными соединениями элементов пневматических конструкций являются: шитые нитками, клеевые, сварные и клеешитые. Пневмокаркасные конструкции — это надувные стержни или панели, несущая способность которых обеспечивается повышенным давлением в замкнутом объеме элемента. Большое внутреннее давление (до 150 кПа) требует высокой герметичности и прочности материала.

3.Вантово-пневматические конструкции. Тенты шатры, установленные по всем правилам, должны не препятствовать обзору и не иметь боковых стен. Техническое решение этой непростой задачи заключается в построении системы тросов, хорошо натянутых с помощью лебедок, которые способны удержать полотнище тента при больших парусных нагрузках. Вертикальные стойки в этих конструкциях сведены к минимуму (обычно до 3-х шт.), причем все стойки расположены в задней, нерабочей зоне. На сегодня, наш опыт производства таких тентовых шатров ограничивается площадью перекрываемой поверхности в 600 кв. м.

В случае, когда требуется полный обзор (на 360°) – хорошо работает известная схема шатра с одной центральной стойкой. Оригинальным решением для безопасной конструкции тента является использование подвеса от подъемного крана. В этом случае тент или шатер могут работать совсем без металлоконструкций или только с самыми тонкими стойками по периметру. Такая схема конструкции не только эффектна с точки зрения дизайна, но и совершенно «прозрачна» на все 360º по периметру.

Пример реализованного проекта «Большой вантовый шатер, выполненный по специальному проекту». Продажа шатров осуществляется как по типовым, так и по индивидуальным проектам. В середине июня 2010 г. нами был успешно реализован проект по возведению тентового шатра с учетом специальных технических требований: стойки и фермы конструкции не должны загораживать гостям обзор, т.е. располагаться позади зрителей; крепления конструкции к грунту исключались; строительная техника на площадку не допускалась. В результате тентовый шатер был возведен при помощи системы лебедок и тросов, и оказался настолько прочным, что с честью выдержал настоящий шторм.

351

Ковзусь Ю.Г., студентка (Научный руководитель: Сетько Е.А., к. физ.-математ. наук, доц.)

УО «Гродненский государственный университет имени Я. Купалы»

Разработка программы для решения линейных дифференциальных уравнений первого порядка методом Эйлера

Дифференциальные уравнения являются одним из основных математических понятий, наиболее широко применяемых при решении практических задач. Причина этого состоит в том, что при исследовании физических процессов, решении различных прикладных задач, как правило, не удается непосредственно найти законы, связывающие величины, характеризующие исследуемые явления. Обычно легче устанавливаются зависимости между теми же величинами и их производными или дифференциалами. Соотношения такого рода и называются дифференциальными уравнениями [1].

Уравнение F(x,u,u ,....,u(n) ) 0 называется обыкновенным дифференциальным n-го порядка, если F определена и непрерывна в некоторой области G Rn 2 (n 1) и, во

всяком случае, зависит от u (n) . Его решением является любая функция u(x), которая этому уравнению удовлетворяет при всех x в определённом конечном или бесконечном интервале.

Решить дифференциальное уравнение у/=f(x,y) численным методом - это значит для заданной последовательности аргументов х0, х1…, хn и числа у0, не определяя функцию у=F(x), найти такие значения у1, у2,…, уn, что уi=F(xi)(i=1,2,…, n) и F(x0)=y0.

(1) [1].

Метод Эйлера относиться к численным методам, дающим решение в виде таблицы приближенных значений искомой функции у(х). Он является сравнительно грубым и применяется в основном для ориентировочных расчетов. Однако идеи, положенные в основу метода Эйлера, являются исходными для ряда других методов.

y f (x, y) методом Эйлера.

1.2.Составить алгоритм для решения данного задания.

1.3.Разработать программу на языке Microsoft Visual C++.

1.4.Протестировать программу на примере y’=2x+y (n=5,[0,1], y0=1).

1.5.Выполнить анализ результатов.

1. Рассмотрим дифференциальное уравнение первого порядка (1) с начальным условием x=x0, y(x0)=y0 (2).

Требуется найти решение уравнения (1) на отрезке [а,b]. Разобьем отрезок [a, b] на n равных частей и получим последовательность х0, х1, х2,…, хn, где xi=x0+ih (i=0,1,…, n), а h=(b-a)/n-шаг интегрирования.

В методе Эйлера приближенные значения у(хi)yi вычисляются последовательно по формулам уi+hf(xi, yi) (i=0,1,2…).

При этом искомая интегральная кривая у=у(х), проходящая через точку М0(х0, у0), заменяется ломаной М0М1М2… с вершинами Мi(xi, yi) (i=0,1,2,…); каждое звено МiMi+1 этой ломаной, называемой ломаной Эйлера, имеет направление, совпадающее с направлением той интегральной кривой уравнения (1), которая проходит через точку

Мi.

На практике иногда оказывается более удобным двойной просчет: сначала расчет ведется с шагом h, затем шаг дробят и повторный расчет ведется с шагом h/2 [1].

2. Реализуем данный метод на языке программирования C++.

352

2.1.Описание переменных:

- Входные данные:

1. Xi (double) - начальное значение (x) интервала вычисления; 2. Xkon (double) - конечное значение (x) интервала вычисления; 3. n (integer) - количество шагов;

4. Yi (double) - начальное значение y;

5. kx, ky (double) - коэффициенты при переменных x и у соответственно.

- Выходные данные:

1. h (double) - фиксированное приращение аргумента (x);

2. res (double) - расчётное значение уравнение y’=F(x,y) в точке (x). - Промежуточные данные:

1. i (integer) - счётчик цикла;

2. Yprom (double) - промежуточное значение y в точке Xprom; 3. Xprom (double) - промежуточное значение x при h/2;

4. a (double) - решение уравнения в точках f(Xprom,Yprom); 5. f1 (double) - функция f(x,y) [2].

2.2.Описание алгоритма главной программы:

1.Ввод начального и конечного значений интервала вычисления уравнения, количество шагов, начальное значение у, а также коэффициенты при kx и ky.

2.Вычисление фиксированного приращения аргумента х.

3.Цикл с шагом 1 и конечным значением не превышающим количество шагов, который высчитывает значение y на определённом интервале.

4.Функция для расчёта уравнения вида y’=f(x,y).

5.Вывод результатов на интервале X.

2.3. Описание функции “func”:

-Вычисление: функции f1 с подстановкой начальных значений; промежуточных значений Yprom и Xprom, значения a для вычисления f(Xprom,Yprom) и расчёт результатов функции и переход на следующий шаг.

-Приращение аргумента x на h.

-Вывод результатов уравнения и интервала [3].

3. В результате вычислений контрольного примера вида y’=2x+y с интервалом [0,1], количеством шагов равному 5 и начальным значением у=1, с помощью программы, получились следующие результаты:

4. По работе программы стало видно, что с её использованием намного упростилась работа пользователя. Пользователь просто вводит интервал, на котором должен вычисляться пример, количество шагов и начальное значения и программа

353

выдаёт уже готовое решение данного примера. По данным результатам пользователь может при желании построить график, который будет показывать решение дифференциального уравнения.

Литература

1.Бахвалов, Н.С., Численные методы (анализ, алгебра, обыкновенные дифференциальные уравнения) / Н.С. Бахвалов. – М.: «Наука», 1975. – 632 с.

2.Нортон, П., Программирование на С++ в среде Windows / П. Нортон. – Киев, 2003.

3.Янг, М., Microsoft Visual C++ / М. Янг. – М.:ЭНТРОП, 2000.

Рогачев В.Д., к.т.н., доц., Лигусов Н.В., курсант, Республика Казахстан, Рязанское высшее воздушно-десантное командное училище (военный институт)

Устройство для диагностирования катушек зажигания микропроцессорных систем управления двигателем

Внедрение электронных устройств на автомобиле позволяет повысить экономичность двигателя, снизить токсичность выхлопных газов, механизировать и автоматизировать процессы управления двигателем и автомобилем в целом.

На современных автомобилях устанавливаются двигатели с электронным впрыском топлива и цифровой системой зажигания, управление которыми осуществляется комплексной микропроцессорной системой управления двигателем (КМСУД). Такие системы позволяют сократить количество датчиков, контролирующих режимы двигателя, и реализовать более оптимальные законы управления.

Комплексная микропроцессорная система управления двигателем предназначена для выработки оптимального состава рабочей смеси, подачи топлива через форсунки в цилиндры двигателя, а также своевременного его воспламенения с учетом оптимального угла опережения зажигания. В своей работе КМСУД в соответствии с рисунком 1 использует данные, заложенные в памяти блока управления и сигналы от датчиков системы, и производит управление исполнительными устройствами: электробензонасосом, электромагнитными форсунками, катушками и свечами зажигания, регулятором холостого хода.

Особенностью катушек зажигания, используемых в КМСУД, является наличие двух выводов у вторичной обмотки, напряжение с которых подаётся на две свечи зажигания разных цилиндров для обеспечения искрообразования. Причём в одном цилиндре это происходит на такте сжатия, а в другом на такте выпуска отработавших газов. Диагностирование таких катушек зажигания имеет свои особенности.

Существующее диагностическое оборудование позволяет проверять катушки зажигания обычных систем в комплекте с другими аппаратами зажигания, входящими в состав системы проверяемой катушки зажигания. Предлагаемое устройство для диагностирования катушек зажигания КМСУД выполнено по схеме в соответствии с рисунком 2 и позволяет производить автономные проверки всех типов катушек зажигания.

Устройство состоит из трансформатора ТV1, накопительного конденсатора С1, диодов VD1 и VD2, тиристора VS1, резистора R1, кнопочного выключателя питания SA1, разрядника F2 с постоянной величиной зазора, разрядника F1 с регулируемой величиной зазора.

354

Рис. 2. Схема электрическая принципиальная устройства для диагностирования катушек зажигания

Питание устройства осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 В, частотой 50 Гц, которое подаётся на входные клеммы устройства. Выходные клеммы «ВК» и «-» устройства предназначены для подсоединения к входным клеммам проверяемой катушки зажигания.

Устройство работает следующим образом. Выводы первичной обмотки проверяемой катушки зажигания подсоединяются к выходным клеммам «ВК» и «-» устройства, а вывод вторичной обмотки катушки зажигания соединяется с разрядником F2, имеющего постоянный зазор между электродами, равный 7-10 мм. При этом корпуса катушек зажигания, выполненных по трансформаторной схеме, соединяются с корпусом устройства, а выводы вторичной обмотки катушек зажигания

355

микропроцессорных систем соединяются: один с разрядником F2, а другой с разрядником F1, у которого величина зазора устанавливается, равной примерно 1 мм.

При нажатии на кнопочный выключатель питания SА1 напряжение сети 220 В, 50 Гц подаётся на первичную обмотку ω1 трансформатора TV1, и положительные импульсы напряжения, снимаемые со вторичной обмотки ω2 трансформатора заряжают накопительный конденсатор C1 через выпрямительный диод VD1 и первичную обмотку проверяемой катушки зажигания до напряжения, равного, примерно, 400 В. Требуемая величина напряжения задаётся выбором числа витков первичной обмотки ω1 и вторичной обмотки ω2 трансформатора TV1.

В следующий полупериод положительные импульсы, снимаемые с обмотки управления ω3 трансформатора, подаются через диод VD2 на управляющий электрод тиристора VS1, тиристор открывается, и накопительный конденсатор C1 быстро разряжается через первичную обмотку проверяемой катушки зажигания, при этом во вторичной обмотке катушки зажигания наводится высокое напряжение, которое вызывает искровой разряд между электродами разрядников. Импульсы разряда следуют с частотой сетевого напряжения. По бесперебойности искрообразования делается вывод об исправности катушек зажигания.

При отсутствии искрообразования на разряднике F2 с постоянной величиной зазора вывод вторичной обмотки проверяемой катушки зажигания соединяется с разрядником F1, у которого величина зазора устанавливается, равной примерно 1 мм и, при наличии искрообразования, зазор плавно увеличивается до прекращения искрообразования и по величине этого зазора делается окончательный вывод об исправности катушек зажигания. При проверке исправных катушек зажигания величина зазора в разряднике должна быть не менее 7 мм.

При проверке катушек зажигания микропроцессорных систем искровые разряды должны наблюдаться на обоих разрядниках. Проверку необходимо повторить, поменяв выводы вторичных обмоток катушек зажигания у разрядников, для исключения пропуска такой неисправности, как пробой изоляции вблизи одного из выводов вторичной обмотки.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет производить автономные проверки всех типов катушек зажигания, что повышает достоверность проверок и расширяет применяемость устройства; не требует сборки схемы всей системы зажигания для проверки катушки зажигания, что сокращает время проверки.

Литература

1 Акимов, С.В. Электрооборудование автомобилей [Текст]: учебник для вузов / С.В. Акимов, Ю.П. Чижков ISBN 5-85907-274-3 – М.: За рулем, 2001. – 384 с.

356

СЕКЦИЯ ПЕДАГОГИКИ И ПСИХОЛОГИИ

Краснобородько Я.А., студентка (Научный руководитель: Козлова Г.В., к.п.н., доц. кафедры физической географии и геоэкологии)

ФГБОУ ВПО «Курский государственный университет» г. Курск

О проблеме формирования у школьников исследовательских компетенций

Одной из актуальных проблем современной школы является обучение учащихся способам добывания и переработки информации путем самостоятельной исследовательской работы в рамках компетентностного подхода. Эта задача требует целенаправленного развития исследовательской компетентности школьников.

Понятие «исследовательская компетентность» (ИК) раскрывается в работах Я.В. Кривенко, С.Н. Скарбич, Е.В. Феськовой и др. Несмотря на небольшие различия в определениях, все эти авторы понимают исследовательскую компетентность школьника как интегративное качество личности, предполагающее его готовность и способность к осуществлению исследовательской деятельности в разных областях [2].

Нам наиболее близка позиция Е.В Феськовой, которая определяет исследовательскую компетентность как: «совокупность знаний, умений, навыков и способов деятельности, позволяющих человеку быть в позиции исследователя по отношению к окружающему миру, выражающейся через чувствительность к проблемам окружающего мира, умение распознавать и разрешать проблемную ситуацию с любым произвольным объектом или явлением окружающего мира, используя для этого различные теоретические и эмпирические источники информации»[1].

Формирование исследовательской компетенции может осуществляться как в ходе учебно-исследовательской деятельности, организуемой в процессе обучения, так и в рамках научно-исследовательской работы школьников (НИРШ), выполняемой ими во внеурочное время в научных кружках, научных обществах учащихся (НОУ) и малых академиях наук (МАН), которым формировании исследовательских компетенций принадлежит главенствующая роль.

Научное общество учащихся (НОУ) – добровольное творческое объединение школьников, занимающихся научно-исследовательской деятельностью в различных областях науки, техники, искусства под руководством специалистов, учителей и педагогов дополнительного образования.

Научно-исследовательская деятельность учащихся в школьном научном обществе – процесс деятельности учащегося и педагога по выявлению сущности изучаемых явлений и процессов, по открытию, фиксации, систематизации новых знаний, поиску закономерностей, описанию, объяснению, проектированию. Важнейшим критерием оценки результативности школьных исследований, в рамках НО, является степень сформированности у обучающихся исследовательских умений, лежащих в основе формирования исследовательских компетенций.

Изучение опыта работы учителей географии г. Курска по проблеме формирования исследовательских компетенций школьников в процессе исследовательской деятельности в рамках НОУ, позволило нам сделать вывод, о том, что отношение учителей исследовательской работе вообще и организованной в рамках НОУ не однозначно. 50% учителей считают исследовательскую работу важной, нужной, интересной, но очень трудной. При этом организуют её 24% опрошенных, из

357

которых лишь 13% осуществляют руководство исследовательской деятельностью в научных обществах учащихся и малых академиях наук.

Среди причин объясняющих данный факт учителя назвали: недостаточную подготовку к реализации исследований, дефицит учебного времени, недостаток грамотных методических рекомендаций по организации НОУ.

Что касается учащихся, то 26% опрошенных отметили, что они участвуют в работе НОУ, 32% -хотели бы участвовать, но ни имеют возможности, 20%- хотели бы участвовать, но боятся не справиться с исследованиями, 22%- не хотели бы участвовать совсем. Анализ ответов учащихся свидетельствует о том, что 78% детей относятся к исследованиям в научных обществах положительно и могли бы участвовать в их работе, если бы учителя были более активны как в создании НОУ, так и организации работы существующих (рис. 1).

хотели бы, но боятся не

справятся хотели бы, но ни имеют

возможности

Рис. 1. Отношение школьников к НОУ.

Положительным примером научного общества является НОУ «Меридиан открытий» МБОУ «Лицей №6» г. Курска, которое создано в 2000 по инициативе учителя географии Пушечниковой О.В. и работает в составе малой академии наук лицея «Интеллект». Основная цель данного общества - совершенствование знаний учащихся в определенной области науки, их знакомства с методами научного познания; формирование умений и навыков поисково-исследовательской деятельности, развитие интересов и способностей школьников, создание условий для развития творческой личности, ее самоопределения и самореализации оказание помощи уч-ся в определении профиля. Членами общества являются учащиеся 7-10 классов, всего 19 человек. Разновозрастный состав позволяет сохранить преемственность выполняемого исследования. В последние 4 года учащиеся выполняют исследование в рамках долгосрочного школьного эколого-образовательного проекта «Роль человека в сохранении устойчивости городских и сельских поселений», автором и руководителем, которого является доцент КГУ О.П. Лукашова. В рамках данного проекта осуществляются экологические, социологические и прочие исследования, результаты которых находят отражения в публикациях и докладах на конференциях. Так в апреле 2012 году итоги своих исследований по названной проблеме школьники представляли на научно-практической конференции «Сохранение природных аспектов окружающей среды – путь к устойчивому развитию человечества», проходившей в режиме круглого стола на базе экоцентра Центрально-черноземного заповедника им. В.В.Алехина.

Учащиеся, занимающиеся исследовательской работой, способны переносить исследовательский подход на разные сферы деятельности и применять в различных ситуациях аналитические, критические и другие умения, что подтверждает

358

универсальность, полифункциональность и надпредметность исследовательской компетентности.

Литература

1.Феськова Е.В. Становление исследовательской компетентности в дополнительном образовании и профильном обучении: Автореферат дисс.: канд.пед. наук:

13.00.01.- Красноярск, 2005.

2.Форкунова Л.В. Методика формирования исследовательской компетентности школьников в области приложений математики при взаимодействии школы и вуза Автореферат дисс.: 13.00.02. -Орел, 2010.

Левых Н.А., студентка (Научный руководитель: Козлова Г.В., к.п.н., доц. кафедры физической географии и геоэкологии)

ФГБОУ ВПО «Курский государственный университет» г. Курск

Применение страноведческого подхода в преподавании географии

Страноведение – географическая наука, занимающаяся комплексным изучением материков, стран, крупных районов. Она зарождалась еще в древности, ведь первые географические описания содержали описание страны, территории, где бывали первые путешественники, и карты которые они создавали [2].

Динамично развиваясь, страноведение стало составляющей практически всех школьных курсов географии. Реализуется оно в школе через страноведческий подход при рассмотрении стран и территорий, который предполагает комплексное изучении территории, знакомит школьников с особенностями природы, традиций и культуры крупных регионов и отдельных стран.

Применение страноведческого подхода в географическом образовании состоит в едином взгляде на взаимодействие природы, населения, хозяйства, что и составляет суть комплексного страноведения. Процессы и явления, происходящие на Земле, рассматриваются с точки зрения отдельных стран, объясняются особенностями природы, истории, населения, хозяйства и культуры стран и регионов [1]. Наиболее полно страноведческий подход нашел отражение в курсах «География материков и океанов», «Экономическая и социальная география мира», хотя в различной степени реализуется и при изучении других школьных курсов географии.

Опрос учителей школ г. Курска и Курской (43 чел) показал, что применение комплексного страноведческого подхода является неотъемлемой частью региональных курсов географии. Но всего лишь 46% опрошенных учителей в полной мере понимают суть понятия «страноведение» считая его наукой, изучающей весь комплекс

Более 40% школьников участвующих в исследовании, до включения в учебный процесс серии уроков страноведческого содержания, понимали под страноведением «учебный предмет, синтезирующий данные о странах». Результаты исследования показали, что в итоге многие учащиеся изменили свою точку зрения, указав, что страноведение это «наука, изучающая конкретные территории и страны». Это подтверждает обоснованность применения страноведческого подхода на уроках географии, т.к. позволяет не только сформировать представление о страноведении, но расширяет диапазон страноведческих знаний (рис 2).

359

наука, изучающая конкретные территории и страны в отличие от отраслевой географии, которая исследует размещение явлений в целом по земному шару

наука, изучающая полный комплекс гео явлений на определенной территории в отличие от отраслевой географии, которая изучает определенную часть гео облочки Земли

раздел общей географии и учебный предмет, который синтезируют данные о территориях, добытые гео и другими науками

23% 31%

46%

Рис. 1. Страноведение в понимании учителей географии.

Рис. 2. Страноведение в понимании школьников.

В процессе исследования нами были разработаны и проведены серия уроков страноведческого характера по теме «Страны Западной Европы», главной целью которых являлось формирование комплексного страноведческого представления о странах Европы. В курсе «География материков и океанов» школьники получают знания об особенностях природы, природных богатствах, культуре и традициях населения. В ходе уроков школьники научились составлять характеристику региона, описывать конкретные страны, систематизируя физико-географические, экономические, социальные знания. Анализ результатов показал, что подобные уроки способствуют развитию интереса школьников к географии как учебному предмету и

360