552_Rol'_fundamental'nykh_znanij_materialy_56-j_NMK_

Участие студентов в фундаментальных исследованиях кафедры физики, как фактор повышения уровня подготовки выпускников

А.Г. Черевко - к.ф.-м.н., доц. каф. физики (ФГОБУ ВПО «СибГУТИ», г. Новосибирск)

Направления фундаментальных исследований кафедры физики включают исследования веществ в различных агрегатных состояниях, квантовую криптографию, однофотонные линиям связи, СВЧ – тематику. Таким образом, участие в исследовательской работе могут принимать участие студенты любых факультетов за исключением экономического. Сотрудники кафедры публикуют свои работы в ведущих Российских и зарубежных научных журналах. Их работы присутствуют в важнейших базах данных. Учитывая это, можно ожидать заинтересованности студентов в работе под руководством преподавателей, которые одновременно являются сотрудниками СОРАН. Однако этого не наблюдается. Из перечисленных направлений студенты предпочитают более конкретную тематику, в частности определенный интерес вызвало направление, связанное с однофотонными линиями связи. В то же время направление, связанное с компьютерным экспериментом, где студенты могли-бы применить знания в области программирования, не было востребовано. Ряд студентов пробовали свои силы в этой области, но их энтузиазм заканчивался, как только для решения поставленной задачи требовалось затрачивать заметные усилия. Анализ показывает, что научной тематикой интересуются студенты с высоким средним баллом, которые слушали лекции своего будущего научного руководителя. Стоит отметить, что одной из черт их характера является осознанный идеализм. Им важно, чтобы работа была интересной и творческой. Важно, чтобы у студентов было время для научной работы. Пока это время дает только производственная практика студентов второго курса, которая введена на факультете МТС.

Студенты, решившие принять участие в научной работе, приносят реальную пользу, публикуют научные работы, поступают в магистратуру. Однако получив навыки работы, предпочитают уходить в реальную экономику или на государственную службу.

Для активизации интереса студентов к научной работе целесообразно рекламировать этот вид обучения, решить вопрос о заметном повышении студентам, публикующим научные работы, стипендии, которая должна зависеть от его научных успехов и пересматриваться ежеквартально (речь идет о кратном повышении стипендии). Научная работа, как это делается в ряде зарубежных ВУЗов, должна входить в перечень дисциплин по выбору. Зачетом (экзаменом) по этой дисциплине должна быть научная статья. Такой подход будет работать на повышение имиджа университета, служить его рекламой и, следовательно, будет содействовать повышению уровня подготовки выпускников, а также содействовать улучшению набора.

20

Роль студентов в разработке учебных пособий на кафедре физики, на примере мультимидийного учебного пособия к лабораторным работам по

курсу «физика конденсированного состояния»

Г. Черевко - к.ф.-м.н., доц., А.И. Гулидов - к.ф.-м.н., доц., каф. физики А.В. Воробьев - рук-ль студии мультимедиа и телевидения СибГУТИ, Ю.В. Моргачев студ. гр. ММ -23, А.А. Бродин студ. гр. ММ23, С.М. Кужугет студ. гр. ММ -23, Д.Б. Шойдонова студ. гр. ММ -23, А.Н. Кабылин студ. МИ24 (ФГОБУ ВПО «СибГУТИ», г. Новосибирск)

Опыт работы со студентами, выполняющими экспериментальные лабораторные работы по курсу физики, показал, что студенты с большим трудом осваивают основы эксперимента. У них также вызывает затруднение работа с методическими материалами, описывающими порядок эксперимента и работы с измерительными приборами. Однако именно этими навыками должны обладать выпускники технического ВУЗа, чтобы быть востребованными на рынке труда в технической сфере. Кроме этого, обладание экспериментальными навыками повышает самооценку студентов, что также способствует их трудоустройству по специальности.

Курс «Физика конденсированного состояния» («ФКС»), разработанный на кафедре физики, соответствует квалификационным требованиям, содержит четырехчасовые экспериментальные лабораторные работы и экспериментально-компьютерную лабораторную работу по исследованию классического и квантового эффекта Холла, аналога которой нами не найдено. Учитывая сложность курса и соответствующих лабораторных работ, апробирована методика, позволяющая, по нашему мнению, решить вопрос об осознанном выполнении студентами лабораторных работ по курсу «ФКС». В основе методики лежит мультимедийный подход к разработке методических указаний (МУ). Чтобы повысить интерес к изучению МУ, решено было привлечь к их составлению студентов факультета МТС, проходящих производственную практику на кафедре физики в конце второго курса. В результате был составлен творческий коллектив из трех преподавателей и пяти студентов. Эти студенты являются соавторами настоящего доклада. Студенты были увлечены работой, что способствовало эффективному прохождению производственной практики.

Творческим коллективом были разработаны лабораторные работы (ЛР) и методические указания к ним. Составной частью МУ является видеофильм, где студенты демонстрируют и поясняют порядок выполнения ЛР, а также интерпретацию полученных результатов. Разработка прошла успешную апробацию: получены отзывы студентов, определены пути совершенствования методических указаний и лабораторных работ.

21

Развитие компетенций самостоятельного мышления и самостоятельно принятия решений у учащихся, участвующих в олимпиадах по физике

А.П. Шерстяков - к.ф.-м.н., доц. каф. физики (ФГОБУ ВПО «СибГУТИ», г. Новосибирск)

Изменение методики преподавания физики в школах за последнее десятилетия (введение тестирования, ЕГЭ и т.д.), привело к утрате способности учеников школ понимать законы физических явлений и самостоятельно применять их при решении задач.

Как показал анализ решения задач по олимпиадам «Будущее Сибири», проводимых для учеников школ области, так и городским олимпиадам для школьников, участники этих олимпиад чаще всего не понимают смысла условий задач, а потому не могут их успешно решать. Так как на олимпиадах по физике в последние годы разрешают пользоваться учебниками по физике, различными решебниками и т.д., то решение задач участниками олимпиад чаще всего происходит подбором подходящих формул, похожих вариантов решения задач, что редко приводит к правильному решению, а главное у школьников и студентов теряется способность к самостоятельному мышлению.

В связи с вышеизложенным абитуриентов, поступающих в университет, приходиться учить курсу физики практически с нуля, несмотря на то, что сдали экзамен по физике (ЕГЭ).

Для подготовки команды из студентов для участия в городской олимпиаде по физики, проводился набор желающих участвовать студентов в олимпиаде по физике, которых набиралось несколько десятков человек и они начинали ходить на занятия кружка по физике по решению задач повышенной трудности. После проведения университетской олимпиады по физике в кружке оставалось количество студентов на 2-3 олимпийских команды (10-15 человек), с которых руководитель кружка по физике организовывал следующие занятия для развития компетенций самостоятельного мышления и самостоятельного принятия решений при участии в олимпиадах по физике:

1.Обучение студентов законам физических явлений, их правильному пониманию и самостоятельному применению при решении задач без помощи учебных пособий.

2.Проведение анализа условий олимпийских задач по физике с целью их хорошего понимания студентами с последующим планированием правильного решения.

3.Решение задач по физике повышенной трудности с самостоятельным объяснением студентами как условия задач, так и их рациональных решений.

После проведения таких занятий из наиболее одаренных студентов набирается команда из 5 человек для участия в городской олимпиаде по физике. Результатами проводимых занятий являются призовые места на практически всех городских олимпиадах по физике, занимаемые нашими командами, а с 2005 по 2013 годы 1-ые места с почетными грамотами.

22

CЕКЦИЯ 1 «Проблемы реализации математического цикла в техническом вузе в соответствии с требованиями стандартов нового поколения в условиях многоуровней подготовки»

Некоторые особенности преподавания курса математики в техническом вузе

В.И. Агульник – доц., каф. ВМ, зам. декана факультета ИВТ (ФГОБУ ВПО «СибГУТИ», г. Новосибирск)

Профессиональная направленность предметной подготовки – один из основных принципов дидактики высшей школы. Для технических направлений одной из фундаментальных основ формирования профессионализма будущего инженера является цикл естественно - научных дисциплин и, в первую очередь, математические дисциплины. Приведем некоторые «замечания на полях» курса математики в плане его профессиональной направленности.

Мышление инженерное и математическое не всегда совпадают. Математическое мышление не позволяет корректировать условия поставленной задачи. Для инженера корректировка поставленной задачи в небольших пределах - это обычное дело.

Для инженеров математика прикладная наука. В прикладной математике желательно, чтобы каждое понятие имело физический (геометрический, прикладной) смысл.

В векторной алгебре и в векторном анализе применяются только те операции и величины, которые инвариантны относительно поворота осей координат.

Доказательства многих теорем математического анализа (Ролля, Лагранжа и т.д.) можно проводить геометрически, жертвуя строгостью ради наглядности. Иногда же математическая строгость необходима.

В теории вероятностей невозможна актуальная счетная бесконечность. В некоторых разделах математики встречаются величины, которые больше нуля, но меньше любого положительного числа – актуальные бесконечно малые.

Вывод уравнения эллипса на основе фокального свойства - это типичный пример ненужной траты времени и сил студентов. Важнее то, что эллипс

есть результат сжатия окружности (замена y на y ab ).

Определение предела на языке ε-δ студентам, как правило, непонятно. Понятнее будет непрерывность, но непрерывность в точке не имеет физического смысла. За основу лучше взять понятие равномерной непрерывности функции на сегменте.

При решении любой математической задачи проверяется "правдоподобие ответа". Например, при разложении в ряд Фурье.

23

Полезно заметить, что на Фурье-представлении функции (сигнала) основано доказательство теоремы Котельникова, которая, в свою очередь, служит теоретической основой всякой цифровой технологии.

Заключение. Специфика профессиональной подготовки студентов технических специальностей состоит не только в получении новых знаний по математике, но и в воспитании потребности к применению математических приёмов и методов в будущей профессиональной деятельности.

Интенсификация математической подготовки студентов технических специальностей

Т.В. Бернштейн - доц., каф. ВМ (ФГОБУ ВПО «СибГУТИ», г. Новосибирск)

Современными тенденциями в образовании являются вариативность и индивидуализированность. В этих условиях особенно актуальной становится проблема интенсификации обучения. Развитие дистанционной и ускоренной форм обучения также требует более оптимального подхода к преподаванию математических дисциплин. Необходимо разработать такую технологию обучения, которая позволила бы в условиях дефицита аудиторного времени получить максимальный познавательный результат. Необходима как оптимальная организация учебного процесса, ориентированная на самостоятельную учебную деятельность студента, так и оптимальная организация системной диагностики обученности студента. Кроме того, технология обучения обязательно должна быть гибкой, легко адаптируемой к потребностям конкретной аудитории, среди которых можно выделить направление подготовки, форму обучения, уровень исходной математической подготовки.

В соответствии с перечисленными требованиями на кафедре высшей математики Сибирского государственного университета телекоммуникаций и информатики (СибГУТИ) была разработана и внедрена в учебный процесс университета технология обучения дискретной математике студентов технических специальностей, позволяющая интенсифицировать процесс обучения и активизировать самостоятельную учебную деятельность студентов по формированию профессионально-прикладной математической компетентности.

Технология обучения дискретной математике основана на применении универсального дидактического комплекта для организации учебной деятельности студентов и рейтинговой системы для оценки учебных достижений. [1], [2].

Список использованных источников

24

1.Бернштейн Т.В. Технология обучения дискретной математике студентов телекоммуникационных специальностей // Перспективы науки. 2012.

№9 (36). С. 25-29

2.Бернштейн Т.В., Храмова Т.В. Практикум по дискретной математике: учебное пособие. Новосибирск: СибГУТИ, 2014. 131с.

Необходимость решения практических задач для развития междисциплинарных связей

Т. Э.Захарова - доц., каф. ВМ (ФГОБУ ВПО «СибГУТИ», г. Новосибирск)

Специалист в области телекоммуникаций в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования должен быть подготовлен к решению профессиональных задач сервисно-эксплуатационной, расчетно-проектной, экспериментальноисследовательской, организационно-управленческой деятельности. Объектами профессиональной деятельности бакалавров в соответствии с Федеральным законом «О связи» являются области науки и техники, которые включают совокупность технологий, средств, способов и методов человеческой деятельности, направленных на создание условий для обмена информацией на расстоянии, её обработки и хранения.

Решение вышеуказанных задач, специфика инженерного образования определяет востребованность математических понятий и фактов при формировании теоретической базы. Курс математики занимает особое место в общей системе фундаментального естественнонаучного образования инженера. Средством формирования математической компетентности является применение практических методов. Одним из таких методов является решение математических задач, в частности профессионально ориентированных задач, то есть задач, условия и требования которых определяют собой модель некоторой ситуации, возникающей в профессиональной деятельности инженера, а исследование этой ситуации осуществляется средствами математики и способствует формированию у обучающихся определенных умений. Поэтому профессионально ориентированные задачи, применяемые в ходе формирования математической компетентности будущего инженера, должны описывать ситуации, возникающие в профессиональной деятельности инженера телекоммуникаций. Решение задач должно способствовать прочному усвоению математических знаний, приемов и методов, являющихся основой профессиональной деятельности инженера, задачи должны обеспечить усвоение взаимосвязи курса «Высшей математики» с общетехническими и специальными дисциплинами, содержание задач и их решения требуют знаний по специальным предметам.

Одной из актуальных проблем подготовки студентов инженерных специальностей является последовательное взаимодействие различных уровней

25

подготовки. Зачастую базовые курсы, дающие студентам необходимые основополагающие знания в той или иной области, излагаются практически без учета конкретной специализации. Как правило, при подготовке курса лектор руководствуется только программой, рекомендованной для студентов данного направления, которая весьма широка. При более детальном составлении курса студенты смогут более эффективнее применять в дальнейшем полученные базовые знания.

Использование интерактивных методов обучения При проведении лекционных занятий

Ю.А.Калиниченко - препод.высш.кат., каф. математики и физики (ХИИК ФГОБУ ВПО «СибГУТИ», г. Хабаровск)

Внедрение ФГОС СПО актуализировало значимость применения образовательных технологий и интерактивных методов в процессе обучения.

При формировании ППССЗ в целях реализации компетентностного подхода образовательный процесс должен предусматривать активные и интерактивные формы проведения занятий. Удельный вес занятий, проводимых в интерактивных формах в учебном процессе, должен составлять не менее 20 процентов аудиторных занятий (ФГОС, 7 раздел «Требования к условиям реализации программы подготовки специалистов среднего звена»).

В настоящее время лекционное занятие становится одной из основных форм учебного процесса в СПО. Его цель – формирование ориентировочной основы для последующего усвоения студентами учебного материала. Специфика молодежной аудитории СПО и уровень ее готовности к восприятию теоретического материала приводят к тому, что преподаватель должен не только владеть академическими знаниями, но и владеть дискуссионным умением.

Следует отметить ряд специфических форм лекционных занятий:

1)Лекция-беседа или «диалог с аудиторией». В ходе лекции преподаватель постоянно задает вопросы.

2)Лекция-дискуссия – представляет собой свободный обмен мнениями. Это лекция с интенсивной обратной связью.

3)Лекция «мозговой штурм». При обсуждении конкретных ситуаций аудитории предлагается сформулировать направления разрешения этих ситуаций.

4)Лекция «пресс-конференция» проводится с привлечением высококвалифицированных специалистов в области изучаемой проблемы.

5)Лекция-консультация – вначале лектор кратко излагает основные вопросы темы, а затем отвечает на вопросы обучаемых.

6)Лекция с запланированными ошибками. Лектор предупреждает о том, что будет сделано определенное количество ошибок различного типа. Обучаемые должны перечислить их в конце лекции и дать правильное решение.

26

7)Интервью. Субъектом интервью может выступать как лектор, так и студенты, подготовившие информацию по заданной теме.

8)Лекция с разбором конкретных ситуаций – на обсуждение преподаватель выносит не задачу, а конкретную проблемную ситуацию.

9) Просмотр и обсуждение видеофильмов, презентаций. Интерактивность обеспечивается процессом последующего обсуждения.

Умелое применение методов интерактивной формы проведения лекционных занятий позволит формировать познавательный интерес обучающихся с целью достижения определенных учебно-воспитательных целей, выполнения образовательных задач и формирования общих и профессиональных компетенций студентов.

Использование индуктивного метода обучения (от частного к общему) на примере уравнений максвелла

Н.Г. Каньшин - к.ф.-м.н., доцент каф. СМС (ФГОБУ ВПО «СибГУТИ», г. Новосибирск)

Поскольку остро стоит проблема физико-математической подготовки в условиях многоуровневой образовательной системы, на наш взгляд, необходимо ответить на ряд вопросов и, в частности, на самый главный: как преподнести студенту предмет, чтобы он мог понять его, а поняв, надолго запомнить.

Особенно рельефно вырисовывается эта проблема на примере уравнений Максвелла, которые предстают перед нами в виде четырех небольших уравнений, содержащих такие таинственные и малопонятные операторы теории поля, как роторы и дивергенции. Именно в такой форме мы встречаем уравнения Максвелла на первой странице учебника по электродинамике Григорьева А.А. [], где принят дедуктивный метод изложения материала (от общего к частному). Здесь студенты мало что поймут, так как даже основополагающие экспериментальные законы Кулона, Ампера, Фарадея выводятся из уравнений Максвелла вместо того, чтобы их использовать для пояснения самих уравнений, как это принято в других учебниках [1].

Рассмотрим вопрос о том, каким образом из экспериментального закона Ампера (для постоянного тока) H Iпр /2 r можно "вывести" первое

уравнение Максвелла. С этим законом студенты в какой-то мере знакомы со школы. Вспомнив этот закон (в понимании которого у студента, естественно, никаких затруднений не возникает), студент получает мотивацию сделать следующий шаг, который заключается в том, чтобы с помощью определенных математических правил записать этот закон в другом виде (никакой физики при

этом нет!), а именно: переписываем формулу в другом виде: H 2 r Iпр .

Выражение H 2 r с помощью криволинейного интеграла по контуру L

27

записываем в виде H 2 r Hdl . Этот интеграл элементарно вычисляется

(считаем H постоянным) и получается то же выражение H 2 r , а первое уравнение в виде Hdl Iпр (для постоянного тока). Для записи уравнения,

справедливого и для переменных полей, надо исходить из этого поля, а где оно? Естественно, в конденсаторе (рисунок 1). Ток через конденсатор определяется

по формуле Iсм СdU /dt , напряжение U E l , емкость - C a S /l .

Подставляя в формулу для Iсм все необходимые выражения, получаем

Iсм S dD/dt , и тогда Jсм Iсм / S dD / dt и первое уравнение

принимает вид rotH Jпр Jсм .

И отсюда каждому студенту становится понятным, откуда появляется ток смещения Jсм . В заключение приводим общую схему (рисунок 2), связанную с

первым уравнением Максвелла. На этой схеме токи Jпр и Jсм являются

параллельными, в отличие от работ [2, 3], где на схемах тока изображены как последовательные, что, на наш взгляд является неверным.

конденсаторе

Список использованных источников

1.Григорьев А.Д. "Электродинамика и техника СВЧ", 2007 г.

2.Савельев И.В. "Курс общей физики", кн. 2, 2004 г.

3.Никольский В.В. "Электродинамика и распространение радиоволн",

1989 г.

28

К вопросу о качестве интеллектуальных ресурсов

А.С. Кузнецов - д.т.н., профессор каф. ТСиВС (ФГОБУ ВПО «СибГУТИ», г. Новосибирск)

В самом общем виде основную задачу системы высшего образования можно определить несколькими словами – формирование интеллектуального богатства страны. Как следствие, рейтинг и престижность любого ВУЗа тесно связаны с качеством профессиональной подготовки его выпускников.

Всовременных условиях, когда информационные технологии активно внедряются во все сферы человеческой деятельности, владение математическими моделями и методами, как основами информационноаналитических систем и технологий, оказывается необходимым условием компетентности специалиста. Причем это относится не только к верхним уровням образовательной системы таким, как магистратура, аспирантура или докторантура. Для бакалавров указанное качество оказывается не менее важным.

Пожалуй, каждый преподаватель, имеющий опыт преподавания дисциплин математического профиля, согласится с тем, что многие студенты имеют поверхностные, несвязные и непрочные знания школьной математики. Кроме того, значительная часть студентов не готова (не подготовлена) к восприятию дисциплин, в которых математика и математический язык образуют основное содержание и, соответственно, требуют определенных интеллектуальных способностей и усилий (абстрактное мышление дается не каждому, но при изучении математики или информационных технологий оно необходимо). Если еще учесть инфантильность, интеллектуальную незрелость некоторых студентов и отсутствие стремления к получению глубоких и прочных знаний (когда студента практически невозможно мотивировать к добросовестной учебе), то картина оказывается весьма удручающей. Вызывает сомнение то, что философский закон – через количество к качеству, здесь работает.

Вэтих условиях представляется целесообразным вспомнить положительный опыт советской образовательной системы и мировую практику:

- более жесткий отбор из абитуриентов, поступающих на определенную специальность (возможно с помощью собеседования или других форм проверки знаний, мыслительных способностей, желания учиться и других качеств претендента на студенческое место);

- курсы углубленной подготовки абитуриентов по математическим дисциплинам (возможно платные);

- более существенное и дифференцированное стимулирование студентов, обучающихся на платной основе (очевидно, что годовая скидка для успевающих студентов в размере 10 тысяч рублей не существенна).

Список мер, способствующих повышению качества образования, можно было бы продолжить. Имеет смысл использовать все допустимые пути и

29