Добірка наукової літератури з теми "Дослідницькі випробування"

Підвищення рівня надійності і збільшення ресурсу машин та інших об’єктів техніки можливо тільки за умови випуску продукції високої якості у всіх галузях машинобудування. Це вимагає безперервного вдосконалення технології виробництва і методів контролю якості покриттів. У даний час все більш широкого поширення набуває 100%-вий неруйнівний контроль покриттів на окремих етапах виробництва. Для забезпечення високої експлуатаційної надійності машин і механізмів велике значення має також періодичний контроль їх стану без демонтажу або з обмеженим розбиранням, який проводиться при обслуговуванні в експлуатації або при ремонті.Висока якість машин, приладів, устаткування – основа успішної експлуатації, отримання великого економічного ефекту, конкурентоспроможності на світовому ринку. Тому комплекс глибоких знань і певних навичок в області контролю якості покриттів є необхідною складовою частиною професійної підготовки фахівців з машинобудування.Існуючі методики викладання інженерних дисциплін, як правило, не відповідають змінам у розвитку суспільства. У зв’язку з невеликим обсягом годин, що приділяються на вивчення дисципліни, й сучасними високими вимогам до рівня підготовки фахівців такий курс необхідно ввести не традиційним способом, а з використанням інформаційних технологій. Для цього:– студенти повинні мати попередню комп’ютерну підготовку;– викладач повинен розробити відповідну технологію навчання.Відомо [1], що під технологією навчання мається на увазі системна категорія, орієнтована на дидактичне застосування наукового знання, наукові підходи до аналізу й організації навчального процесу з урахуванням емпіричних інновацій викладачів і спрямованості на досягнення високих результатів у розвитку особистості студентів.Суть пропонованої технології полягає у створенні модульного середовища навчання (МСН) «Контроль якості покриттів» і впровадженні його у процес навчання, що забезпечує систематизацію навчання й формалізацію інформації. Метою технології є індивідуалізація навчання, а визначеність МСН полягає в її алгоритмічній структурі. Тому зміст МСН розроблений у вигляді систематизуючої ієрархічної схеми, куди увійшли основні розділи робочої програми курсу. Структура МСН складається з наступних блоків:1. «Методичне забезпечення дисципліни», у якому пропонуються відповідні дії, що сприяють засвоєнню інформації на заданому рівні:– першоджерела;– робоча програма;– робочий план;– опис дисципліни;– загальні методичні вказівки;– методичні вказівки до вивчення лекційного матеріалу;– методичні вказівки до виконання самостійної роботи;– методичні вказівки до виконання лабораторних робіт;– методичні вказівки до виконання домашнього завдання №1;– методичні вказівки до виконання домашнього завдання №2;– зразок титульної сторінки домашнього завдання.2. «Лекції», у якому представлені html-файли відповідного лекційного матеріалу, контрольні питання й тести до кожної теми:– дефекти і фізико-хімічні властивості покриттів;– оцінка механічних властивостей покриттів; класифікація видів і методів неруйнівного контролю (НК); візуально-оптичний, радіохвильовий і тепловий види НК;– вихореструмовий і радіаційний види неруйнівного контролю покриттів;– магнітний та електричний види НК покриттів;– акустичний метод НК покриттів;– НК покриттів проникаючими речовинами;– технологічні випробування покриттів;– методи і засоби статистичного контролю якості; автоматизація контролю якості покриттів.Викладання лекцій проводиться у режимі комп’ютерної презентації.3. «Самостійне опрацювання теоретичного матеріалу» з тестами.Відомо, що викладач у процесі своєї роботи повинен не тільки передавати студентам певний об’єм інформації, але і прагнути сформувати у них потребу самостійно здобувати знання, застосовуючи різні засоби, зокрема комп’ютерні. Чим краще організована самостійна пізнавальна активність студентів, тим ефективніше і якісніше проходить навчання. Тому деякі матеріали, що відносяться до лекційних тем, пропонуються для самостійного вивчення. При цьому організований доступ студентів до розділів МСН без звернення за допомогою до викладача. При необхідності подальшого використання матеріалів МСН можна копіювати ресурси, компонувати, редагувати і згодом відтворювати їх.4. «Лабораторні роботи» з інструкціями з техніки безпеки при виконанні робіт у лабораторіях і при роботі на персональному комп’ютері й з тестами до кожної теми:– вплив товщини покриття на міцність деталі;– контроль мікротвердості покриттів;– моделювання технологічних випробувань покриттів;– контроль внутрішніх напружень покриттів;– вплив дефектів покриття на якість деталі;– корозійний та електрохімічний контроль якості покриттів;– використання х– та s–діаграм для визначення причин погіршення якості покриттів.5. «Домашні завдання» (умова з варіантами даних і методичні вказівки до виконання, зразок оформлення):– оцінити вплив мікротвердості покриття на міцність деталі;– оцінити вплив корозії покриття на міцність деталі.Для ефективного використання МСН необхідне його планомірне включення в учбовий процес. Тому ще на етапі тематичного планування були розглянуті варіанти можливого використання усіх модулів МНС.Для розвитку розумової діяльності студентів і виховання у них пізнавальної активності самостійну роботу потрібно добре методично забезпечити. У свою чергу, ефективність самостійної роботи студентів багато в чому залежить від своєчасного контролю за її ходом. Тому для оцінки ефективності використання ІКТ у учбовому процесі створена система визначення якості навчання і на її основі побудовані тестові процедури оцінки знань з усіх тем курсу. Перевірку і контроль знань студентів можна здійснити як під час занять, так й інтерактивно. Основними перевагами програми автоматизованого контролю знань є:– випадковий характер вибору тестових завдань, порядок проходження завдань і відповідей, що сприяє об’єктивності оцінок;– представлення варіантів відповідей у вигляді формул і малюнків, що дозволяє розширити коло текстових завдань;– диференційована оцінка кожного варіанту відповіді, що забезпечує детальний аналіз результатів тестування.Комп’ютерне тестування дозволяє [2] розширити можливості проведення індивідуально адаптованих процедур контролю і коректування знань конкретних тем, підвищити об’єктивності контролю знань студентів, забезпечити можливість проведення їх попереднього самоконтролю, підвищити рівень стандартизації вимог до об’єму і якості знань та умінь.Розв’язування експрес-тестів проходить під час лабораторних занять протягом фіксованого проміжку часу. Крім режиму контролю передбачений режим навчання.Важливим елементом навчання є використання моделюючих програм у процесі навчання. У цьому випадку студенти самостійно задають різні параметри задачі, що дає можливість детальніше перевірити характер поведінки моделі за різних умов.Особливістю МСН є застосування комп’ютерного моделювання для лабораторних робіт, оскільки постійні бюджетні проблеми останніх років виключають придбання необхідних установок і приладів. Моделювання контролю якості покриттів дозволило істотно наситити заняття експериментальним і теоретичним змістом. При цьому учбові і учбово-дослідницькі задачі розв’язуються як з формуванням практичних навиків у вивченні фізичних явищ, так і дослідницького мислення, а розроблені методичні вказівки дозволяють разом з типовими лабораторними роботами виконувати роботи евристичного змісту. І, що особливо важливо, використання ІКТ, методів комп’ютерного моделювання дозволяє істотно розширити можливості лабораторних робіт.Використання електронних лабораторних робіт дозволяє більш повно реалізувати диференційований підхід у процесі навчання, ніж роботи і завдання на паперових носіях. Це пов’язано з можливістю включення в роботи необхідної кількості завдань різного рівня складності або об’єму. Істотною перевагою є можливість легко адаптувати наявні роботи до нових версій програм, що з’являються [3].Домашні завдання також виконуються з використанням САПР: на етапі побудови 3D моделі деталі з покриттям студенти працюють в SolidWorks; потім, перейшовши до реальної конструкції, використовують SimulationXpress і SolidWorks Simulation (додатки для аналізу проектних розв’язків, повністю інтегровані в SolidWorks). Оформлення робочої документації досягається засобами Microsoft Office. Така організація роботи дозволяє у процесі навчання побудувати модель контролю якості покриттів на якісно новому рівні й підготувати студентів до використання сучасних інструментаріїв інженера.В SolidWorks Simulation студенти виконують наступне:– прикладають до деталей з покриттями рівномірний або нерівномірний тиск в будь-якому напрямі, сили із змінним розподілом, гравітаційні та відцентрові навантаження, опорну та дистанційну силу;– призначають не тільки ізотропні, а й ортотропні та анізотропні матеріали;– застосовують дію температур на різні ділянки деталі (умови теплообміну: температура, конвекція, випромінювання, теплова потужність і тепловий потік; автоматично прочитується профіль температур, наявний в розрахунку температур, і проводиться аналіз термічного напруження);– знаходять оптимальний розв’язок, який відповідає обмеженням геометрії та поведінки; якщо допущення лінійного статичного аналізу незастосовні, застосовують нелінійний аналіз– за допомогою аналізу втоми оцінюють ефект циклічних навантажень у моделі;– при аналізі випробування на ударне навантаження вирішують динамічну проблему (створюють епюру і будують графік реакції моделі у вигляді тимчасової залежності);– обробляють результати частотного і поздовжнього вигину, термічного і нелінійного навантажень, випробування на ударне навантаження й аналіз втоми;– будують епюри поздовжніх сил, деформацій, переміщень, результатів для сил реакції, форм втрати стійкості, резонансних форм коливань, результатів розподілу температур, градієнтів температур і теплового потоку;– проводять аналізи контактів у збираннях з тертям, посадок з натягом або гарячих посадок, аналізи опору термічного контакту.Змінюючи при чисельному моделюванні деякі вхідні параметри, експериментатор може прослідити за змінами, які відбуваються з моделлю. Основна перевага методу полягає у тому, що він дозволяє не тільки поспостерігати, але і передбачити результат експерименту за якихось особливих умов.Метод чисельного моделювання має наступні переваги перед іншими традиційними методами [4]:– дає можливість змоделювати ефекти, вивчення яких в реальних умовах неможливе або дуже важке з технологічних причин;– дозволяє моделювати і вивчати явища, які передбачаються будь-якими теоріями;– є екологічно чистим і не представляє небезпеки для природи і людини;– забезпечує наочність і доступний у використанні.Але щоб приймати технічно грамотні рішення при роботі з САПР, необхідно уміти правильно сприймати і осмислювати результати обчислень. Цілеспрямований пошук шляхом ряду проб оптимального або раціонального рішення у проектних задачах набагато цікавіший і повчальніший для майбутнього інженера, ніж отримання тільки одного оптимального проекту, який не можна поліпшити і ні з чим порівняти.При великій кількості варіантів проекту аналіз машинних розрахунків дозволяє виявити основні закономірності зміни характеристик проекту від варійованих проектних змінних і сприяє тим самим швидкому і глибокому вивченню властивостей об’єктів проектування.Упровадження сучасних САПР для контролю якості покриттів не тільки забезпечує підвищення рівня комп’ютеризації інженерної праці, але й дозволяє приймати оптимальні рішення. При створенні і використанні таких систем сучасний інженер повинен мати навички роботи з комп’ютерними системами, уміти розробляти математичні моделі формування параметрів оцінки якості покриттів.У цих умовах молодий інженер не має достатнього резерву часу для надбання на виробництві необхідних навичок моделювання складних процесів і систем – він повинен одержати такі навички у процесі навчання у вузі. Таким чином, йдеться про володіння прийомами постановки і розв’язування конструкторсько-технологічних задач сучасними методами моделювання.

Публікація присвячена дослідженню нормативних процедур щодо правового забезпечення впровадження в морську галузь таких сучасних інноваційних технологій, як автономні надводні морські судна. Аналізується підготовча діяльність Комітету ІМО з безпеки на морі, яка спрямована на вирішення нормативно-правових питань, що виникають під час введення в експлуатацію таких інновацій. Охарактеризовано роботу створеної Комітетом спеціальної робочої групи. Метою її роботи позначено проведення регулятивного огляду для того, щоби встановити, наскільки безпечно й екологічно може бути забезпечено використання автономних суден за допомогою сучасних та нових інструментів ІМО. З аналізу циркулярів і звітів робочої групи встановлено поетапність її роботи. Створений допоміжний орган перш за все повинен оцінити, які з чинних міжнародних актів ІМО допускають і не допускають існування та експлуатацію автономних суден. Для цього прийняті до розгляду найбільш обов'язкові, з точки зору робочої групи, інструменти ІМО. Серед них слід назвати SOLAS-74 / 78, COLREGS-72, STCW 78, SAR 79, Convention LL-66, Convention ТМ-69. Після завершення другого етапу робоча група, використовуючи стандартні підходи до нормативної юридичної техніки, повинна запропонувати найбільш підходящий спосіб трансформації наявних норм міжнародного морського права для правового регулювання функціонування автономних суден. В рамках дослідження акцентується увага на циркулярі ІМО «Тимчасове керівництво з випробувань автономних суден», який прийнятий у рамках передостанньої сесії Комітету для надання допомоги державним органам і зацікавленим особам під час проведення випробувань систем та інфраструктури, пов'язаної з автономними суднами. Проблемами інтеграції автономних суден у сферу судноплавства зацікавилися інші міжнародні органи, міжнародні неурядові об'єднання та окремі держави. Щодо цього у статті характеризуються науково-дослідницька програма EMSA (дослідження SAFEMASS), проєкт MASSPorts, створений для досягнення гармонізації міжнародних стандартів під час випробувань та експлуатації автономних суден у портах. В результаті дослідження зроблено висновок про те, що в перспективі нормативне регулювання з аналізованого питання буде змішаним, що враховує експлуатацію автономних суден і суден, традиційно керованих екіпажами на борту. Однак у майбутньому є необхідність прийняти нового регулятивного інструменту, спеціально присвяченого цьому питанню.

Вступ. Бурхливий розвиток світового транспорту завдає непоправної шкоди довкіллю всього людства земної кулі. Морський і річковий транспорт робить свій внесок у питанні карбонізації до 18% від загального обсягу шкідливих викидів в атмосферу. Мета. Основна мета науково-дослідної роботи авторів статті підпорядкована зниженню шкідливих викидів в атмосферу суден морського та річкового транспорту. Використана методика розкриття мети заснована на аналітичній і практичній дослідницькій роботі. Результати. У статті проведено аналітику кращих світових технологій щодо зниження шкідливих викидів у випускних газах в атмосферу суднових дизелів, проведено аналіз науково-дослідної роботи Дунайського інституту Національного університету «Одеська морська академія» та НВФ «Еко-Авто-Титан», Україна. Протягом останніх 6 років на суднах Українського дунайського пароплавства проведено випробування паливних каталізаторів різних модифікацій, продукції НВФ «Еко-Авто-Титан», Україна з контролем Українського аудитора «Науково-дослідного інституту «Охорони навколишнього середовища та економії палива», м. Київ. Отриманий матеріал досліджень на суднах пароплавства дав позитивні результати й показав зниження оксиду азоту NOx на 38%, оксиду вуглецю СОх до 50%, діоксиду вуглецю 7%, викиди сажі за показаннями димомеру знизилися на 55%, економія палива становила до 10%. Сам паливний каталізатор касетного типу є досить складною конструкцією. У металеву оболонку паливного каталізатора вмонтовано хімічні реагенти різних оксидів металів, що реструктурують дизельне паливо на молекулярному рівні. Каталізатор установлюється на гнучких звʼязках перед насосом високого тиску, ресурс каталізатора 500 т палива до заміни в ньому хімічних реагентів. Відпускна ціна каталізатора залежить від потужності двигуна, на який він планується до встановлення та знаходиться в діапазоні від 400 у.о. (автомобільний транспорт), 10 000 у.о. (суднові двигуни потужністю до 3 тис. кВт). Розглянуто технології використання у двигунах внутрішнього згоряння автомобільного, залізничного, річкового й морського транспорту палива рослинного походження. Наведено аналіз можливого використання газового палива на суднах річкового флоту Українського дунайського пароплавства. Більш детально розглянуто питання виробництва водню з використанням останніх інноваційних технологій, розроблених у створенні ядерних реакторів останнього покоління, які успішно інтегровані у виробничі хімічні модулі, що дають змогу отримувати гідроплазму в перегрітій водяній парі до 8000 С з отриманням водню й кисню. Собівартість одного літра водню із застосуванням цієї технології не перевищує 1,6 у.о., що дає повний пріоритет виробництва водню в промислових обсягах. Незважаючи на успіх виробництва водню за новою технологією, авторами статті розкрито серйозні недоліки при спалюванні водню в теплових машинах (двигунах внутрішнього згоряння, газових турбінах і котлах). Основний недолік спалювання водню – це наявність закису азоту N20 у випускних газах теплових машин, який є парниковим газом із високим ступенем згубного впливу на довкілля. Висновки. Отриманий дослідницький матеріал спільної роботи Дунайського інституту НУ «ОМА» із НВФ «Еко-Авто-Титан», Україна отримав своє схвалення на внутрішніх водних шляхах Європи. Паливні каталізатори почали купувати Індія, Туреччина, Казахстан. У статті зроблено конкретні пропозиції щодо локалізації закису азоту при згорянні водню. Узагальнено досвід використання авангардних технологій щодо використання ядерних інтегрованих сольових реакторів для отримання промислового водню.

Розвинуто дослідження проблематики щодо вироблення критеріїв оцінки показників надійності та довговічності несучих конструкцій колісних транспортних засобів з позицій механіки руйнування виходячи з факторів їх початкової дефектності у поєднанні з експлуатаційними дослідженнями в реальних умовах експлуатації. Проведено структурний аналіз відказів транспортних засобів, що є складовою системи з дотримання надійності несучих систем колісних транспортних засобів. Розглянуто концептуальні підходи пошукового конструювання несучих рам засобів транспорту в АПК з прогнозуванням ресурсу роботи, обґрунтовано ефективність при вирішенні вказаних аналітично – пошукових і експериментально – дослідницьких проблем. Проведено ряд випробувань для визначення динамiчних показникiв у найбiльш характерних умовах експлуатації машин. Отримані статистичні дані, які дозволяють, за допомогою аналітичних досліджень, визначити компоненти напруженого стану і характер їх зміни в часі (середні значення, максимальні і мінімальні напруження, їх частоту і т.п.) у відповідності до умов експлуатації. Відносно до отриманих результатів проведено синтез несучих конструкцій через формування таких моделей ресурсу роботи, які адекватно описують процеси, що відбуваються при експлуатації с/г техніки. Такий підхід забезпечує перенесення отриманої експериментальної бази даних (з використанням напрацьованих алгоритмів в динамічній і нелінійній постановці задач) не тільки на проектування розглядуваної конструкції, але і на аналогового типу машин. Забезпечує, в комплексі, прогнозування довговічності з оптимізацією ресурсу роботи, також при модернізації і удосконаленні даного типу конструкцій. Ключові слова: пошукове конструювання, надійність, прогнозування, ресурс, навантаженість, засоби транспорту.

Постановка проблеми. У підготовці майбутніх фахівців в області математики курс чисельних методів відіграє значну роль, оскільки при його вивченні студенти опановують способи і засоби розв’язування тих математичних задач, що виникають на практиці і непідвласні строгим методам чистої математики.Курс чисельних методів можна розглядати як своєрідний “місток” між логічно вивіреними математичними теоріями і реальністю. Аналізуючи чисельні методи, легко помітити, що вони часто являють собою прямий наслідок з теорем чистої математики, їхню проекцію на практичні задачі. Серед них є методи настільки прості й очевидні, що їх можна вивести не з теоретичних посилок, а попросту спираючись на здоровий глузд чи геометричну інтерпретацію задачі. Однак, є і такі методи, що вражають уяву оригінальністю і своєрідністю ідеї, нестандартністю підходу до розв’язування задачі.Постановка курсу чисельних методів являє собою досить складну проблему. Це зумовлено низкою факторів, з яких наведемо основні.Теоретична частина курсу досить важка для сприйняття студентами, оскільки обґрунтування чисельного методу, з одного боку, вимагає широкого залучення апарату чистої математики з різних її областей; з іншого боку, математична основа чисельних методів ґрунтується на оцінках, що не завжди виглядають досить переконливими. Більш того, багато з них студент повинен прийняти на віру, тому що їхнє послідовне виведення виходить за межі навчального курсу і найчастіше навіть не наводиться в підручниках.Усе сказане вище ускладнюється ще і тією обставиною, що поряд з теоретично встановленими нормами застосування того чи іншого методу існують і практичні правила – “неписані закони”, що не мають строгого обґрунтування, але якими проте зручно і доцільно керуватися на практиці. Згідно з цими правилами встановлюється реальна сфера дії чисельного методу, що звичайно виходить за рамки тієї, котра визначена теорією; умови застосовності методу одержують конкретизацію з врахуванням реальних технічних можливостей, а для контролю обчислювального процесу й оцінювання досягнутої точності рішення задачі пропонуються досить прості прийоми і співвідношення.Використання практичних правил дозволяє додати процедурі застосування чисельного методу технологічність. Разом з тим, недоведеність практичних правил залишає деякий сумнів у їхній правомірності, усунути який дозволяє лише досвід багаторазового контрольованого застосування чисельного методу – той самий досвід, що і породив ці правила.Слід зазначити також, що світ чисельних методів надзвичайно різноманітний, кожен з них має свою специфіку, свою область ефективного застосування, тому основною задачею обчислювача є правильний вибір методу, найбільш придатного для розв’язування поставленої конкретної задачі, вміле сполучення різних методів на різних етапах її розв’язування, для чого вимагаються не тільки і не стільки теоретичні знання в галузі чисельних методів, скільки інтуїція, що здобувається в міру нагромадження знову ж такі особистого досвіду застосування цих методів.Таким чином, курс чисельних методів, у силу свого явно вираженого практичного характеру, з необхідністю має спиратися на лабораторний практикум, якість постановки якого значною мірою визначає результати навчання за курсом у цілому.Метою даної роботи є висвітлення цілей, способу і результатів реалізації навчально-дослідницького лабораторного практикуму з чисельних методів.У стандартній постановці лабораторний практикум з чисельних методів зводиться до виконання розрахунків, необхідних для розв’язування задачі за відомим алгоритмом. Використання засобів обчислювальної техніки дозволяє цю роботу полегшити або автоматизувати, однак, у будь-якому випадку, коли це використання здійснюється на рівнях, що не виходять за рамки виконання обчислень або програмування, діяльність студента зводиться до відтворення алгоритму методу і кропіткої роботи з числами, що фактично призводить до заміщення змістовної задачі рутинною роботою.У такому режимі за час, що відводиться на вивчення курсу, вдається лише випробувати окремі методи на прикладі розв’язування якої-небудь однієї задачі. У такому усіченому і, можна сказати, збитковому виді курс чисельних методів утрачає свою привабливість і внутрішню красу і, цілком природно, виявляється нудним і нецікавим для студентів.Наше глибоке переконання полягає в тому, що істотних змін у постановці курсу чисельних методів і, як наслідок, у математичній підготовці студентів, можна досягти лише перетворенням лабораторного практикуму на цикл навчальних досліджень. При цьому дуже істотними є дві обставини: навчальні дослідження не вкрапляються окремими епізодами в тканину практикуму, а складають сутність кожної лабораторної роботи; використання обчислювальної техніки здійснюється на рівні середовища підтримки професійної математичної діяльності.Перша обставина змушує переглянути весь курс, надавши лекціям характеру тематичних оглядів, а практикуму – систематичності, що є необхідною умовою для поетапного розвитку, поглиблення й ускладнення навчальних досліджень студентів з опорою на набутий досвід такої діяльності та дослідницькі уміння і навички, які формуються.Необхідно відзначити, що епізодичне використання навчальних досліджень у лабораторному практикумі за принципом "час від часу" недоцільно. Практика показала, що в такому випадку студенти не усвідомлюють суті запропонованих їм завдань, а недостатній рівень дослідницьких умінь привносить у їхню діяльність елементи хаотичності і безсистемності. В решті більш привабливою формою проведення практикуму для більшості студентів виявляється звична робота за інструкціями.Що стосується другої обставини, то орієнтація вузівського навчального процесу на використання сучасного професійного комп’ютерного інструментарію, а не на навчальні пакети, представляється найбільш доцільної. Така орієнтація, з одного боку, сприяє формуванню в студентів стійких навичок використання комп'ютера в професійних цілях, з іншого боку – визначає досить високий рівень постановки навчальних досліджень, відразу відтинаючи рутинну роботу.Професійні пакети підтримки математичної діяльності, що одержали широке поширення, не розраховані на застосування в навчанні. Вони забезпечують розв’язання широкого кола стандартних математичних задач, залишаючи схованими від користувача використані для розв’язання методи. Разом з тим, такі пакети оснащені досить потужними і зручними вбудованими засобами, що дозволяють розширити функції пакета, у тому числі і такі, котрі пристосовують його для використання з метою навчання.Для постановки навчально-дослідницьких робіт з курсу чисельних методів нами був узятий за основу пакет MathCAD, засобами якого був розроблений комплект динамічних опорних конспектів (ДОК’ів), що підтримують виконання таких робіт із усіх тем курсу. Таким чином, фактично студенту була надана віртуальна лабораторія для проведення обчислювальних експериментів.Вибір пакета MathCAD зумовлений тим, що він широко застосовується для розв’язування прикладних задач математики і разом з тим йому притаманні такі якості, що дозволяють використовувати його в навчанні: можливість створення динамічної екранної сторінки, вільне переміщення курсору по екрану, досить розвинена вбудована мова і т.д. Створення ДОК’а в середовищі MathCAD зводиться до розробки програми, що реалізує алгоритм відповідного чисельного методу, і інтерфейсу, зручного для введення даних задачі і відображення на екрані процесу і результатів роботи алгоритму. Математичні можливості пакета були використані для оцінювання якості отриманих результатів.Кожен ДОК орієнтований на роботу з одним з чисельних методів і надає можливість багаторазових випробувань цього методу на різних задачах з виведенням на екран результатів у числовій і графічній формі. Проводячи навчальне дослідження, студент здійснює серію таких випробувань і на підставі спостереження за обчислювальним процесом, шляхом аналізу його характеристичних показників робить висновки.Необхідно відзначити, що задачі, розв'язувані студентом у ході навчального дослідження, істотно відрізняються від тих, котрі складають суть традиційної лабораторної роботи. Так, наприклад, при дослідженні чисельних методів розв’язування рівнянь студенту пропонується встановити, який критерій варто обрати для оцінки близькості знайденого наближення до шуканого значення кореня рівняння – точність, з якою це наближення задовольняє рівняння, чи точність, з якою це наближення повторює попереднє. У кожному дослідженні студенту пропонується вирішити такі задачі: експериментально оцінити порядок і швидкість збіжності методу; виділити основні фактори, що впливають на ці характеристики; встановити область ефективного застосування методу.При дослідженні, наприклад, інтерполяційних формул, де, на перший погляд, усе ясно – чим більше вузлів інтерполяції, тим вище ступінь полінома, точніше наближення, – студент має переконатися в тому, що далеко не завжди це й справді так. Для досягнення потрібної точності іноді доцільно змінити тактику: замість нарощування вузлів використовувати дроблення проміжку інтерполяції. Студенту пропонується побудувати найкраще можливе наближення функції на відрізку по заданій на ньому обмеженій кількості її значень. Як варто розпорядитися цими даними? Який спосіб інтерполяції дасть найбільш надійний результат? Вивчаючи питання про точність відновлення значення функції в проміжній точці таблиці за інтерполяційними формулами, студент експериментально встановлює правило для вибору тих табличних значень, на які варто спиратися для мінімізації похибки і т.д.Для того, щоб діяльність студента була осмисленої, націленою і забезпечувала досягнення прогнозованого навчального ефекту, нами було розроблено методичну підтримку практикуму у виді планів-звітів з кожної лабораторної роботи.Плани-звіти виконані за єдиною схемою і складаються з двох частин – інформативної й інструктивної. В інформативній частині повідомляється тема роботи, її ціль, програмне забезпечення роботи, наводиться характеристика вхідних і вихідних числових і графічних даних.Інструктивна частина містить порядок виконання роботи, де позначені і зафіксовані її ключові моменти. Для орієнтації студента на виконання дослідження йому спочатку пропонується ланцюжок відповідним чином підібраних питань. Деякі з них адресовані до інтуїтивних уявлень студента про досліджуваний метод, інші – на те, щоб наштовхнути його на думку про можливу помилковість таких уявлень. У ході обмірковування запропонованих питань студент одержує можливість зорієнтуватися в проблемі, усвідомити її та вибудувати робочу гіпотезу дослідження.Уся наступна – основна – робота студента спрямована на перевірку, уточнення, конкретизацію гіпотези. Ця робота виконується за запропонованим планом, що визначає окремі етапи дослідження, задачі, що розв’язуються на кожному етапі, експериментальний матеріал, який потрібно отримати, форму його подання і т.д. У міру просування практикуму інструкції студенту все менш деталізуються, здобуваючи характер рекомендацій. Деякі експерименти він повинний продумати, поставити і здійснити самостійно.Для виконання кожної з лабораторних робіт підібрані індивідуальні варіанти комплектів задач, на яких пропонується випробувати метод для отримання експериментального матеріалу, що відповідає меті роботи. При бажанні студент може доповнити ці комплекти задачами за власним вибором.Завершальним етапом дослідження є підведення його підсумків. Це пропонується зробити у вигляді висновків, контури яких з більшим чи меншим ступенем виразності намічені в плані-звіті. Підказки допомагають студенту зафіксувати результати роботи, структурувати їх, дозволяють звернути увагу на ті моменти дослідження, що можуть залишитися непоміченими.Виконання запланованого дослідження дає студенту досить глибоке розуміння властивостей і специфіки застосування досліджуваного методу, і це повинно знайти відображення в "творі на вільну тему": придумати таку практичну задачу, для якої найбільш ефективним інструментом рішення є саме досліджуваний метод.Зазначимо, що плани-звіти надаються студентам як у друкованому виді, так і в електронній формі. Остання використовується паралельно з ДОК’ом під час проведення лабораторної роботи, що зручно для перенесення експериментальних даних з ДОК’а в заготовлені таблиці, для підготовки звітних матеріалів.Висновки. Досвід впровадження описаного практикуму в навчальний процес на фізико-математичному факультеті Харківського національного педагогічного університету дозволяє зробити наступні висновки. Курс чисельних методів набув більшої значимості у формуванні математичної культури студентів, було істотно розширено коло апробованих методів і коло розглянутих задач. Навчальні дослідження, при наявності відповідного програмного і методичного забезпечення, а також при певній наполегливості викладача виявилися цілком посильною і результативною формою навчальної роботи студентів.

Сучасні інформаційні потоки вимагають інтенсивного оновлення. Очевидно, що керуватися в навчанні повнотою викладання матеріалу в такій ситуації безглуздо. Змінюється основна мета навчання – не засвоєння суми знань, а розвиток особистості і формування її активного мислення. Сьогодні виграє той, хто здатний швидко опанувати нове і головний стрижень цього процесу – керовану самостійність. У зв’язку з цим викладачі повинні створювати відповідні умови та надавати допомогу в організації розвиваючої навчально-пізнавальної діяльності, без чого не може бути забезпеченою компетентність і висока кваліфікація спеціаліста в галузі його професійної діяльності.Перебудова системи вузівської підготовки висококваліфікованих спеціалістів для держави в умовах переходу до ринкової економіки має забезпечити реальне підвищення якості знань студентів. В сучасній системі багаторівневої вищої освіти: бакалавр – спеціаліст – магістр актуальність використання нових технологій навчання безумовна.Популярною сьогодні є модульно-рейтингова система навчання. На всесвітній конференції ЮНЕСКО у Токіо (1972 рік) модульна система була рекомендована як найбільш придатна для неперервної освіти. Наша вища школа вже має досвід використання модульних систем, починають вони приживатися і в середній школі. Тому широкий обмін досвідом, який допоможе вдосконалити, відшліфувати і пристосувати до ефективнішого застосування в “виробництві” якісних спеціалістів необхідний.Модульно-рейтингова технологія навчання покликана, насамперед, внести такі зміни в організаційні засади педагогічного процесу у вищій школі, які б забезпечили суттєву його демократизацію, створили умови для дійсної зміни ролі студента у навчанні (перетворення його з об’єкта в суб’єкт цього процесу), надали б навчально-виховному процесу необхідної гнучкості, сприяли б запровадженню принципу індивідуалізації навчання.Набутий досвід і результати навчання за модульною технологією доводять можливість організації процесу вузівського навчання на принципово нових засадах.Модульна система організації навчального процесу спрямовує викладачів і студентів на постійну творчу працю, активізує мотиваційну сферу і нові стимули до навчання, руйнує “непорушність” споруди лекційно-семінарської системи навчання, пропонуючи справжній демократизм вищої освіти, право на вільне, особистісне волевиявлення кожного студента і викладача.Принцип модульності має на увазі цілісність і завершеність, повноту і логічність побудови одиниць учбового матеріалу у вигляді модулів. В сучасній педагогічній практиці зустрічаються досить різнозмістовні означення модуля, що обумовлено різними підходами і глибиною занурення в психолого-педагогічний процес. Багаторічний досвід використання модульно-рейтингової системи привів до такого варіанту означення модуля.Модуль – логічно завершена частина курсу, в якій розглядається фундаментальне поняття (закон, явище) і яка супроводжується добіркою практичних занять, пакетом ретельно обраних форм та змістів контролю, а також розробленою сіткою рейтингових оцінок. На наш погляд, модуль – це скоріше частина процесу навчання, а не лише частина теоретичного курсу.За змістом модуль – це великий розділ курсу в якому розглядається одне фундаментальне поняття, або група споріднених, взаємопов’язаних понять. При необхідності модуль можна поділити на блоки.За метою модуль може бути інформаційним, систематизаційним, координуючим, інтерпретаційним, таким, що порушує проблему. Цей перелік, очевидно, визначається специфікою курсу і може бути як розширеним так і скороченим. В практичній роботі визначення цієї мети відіб’ється на добірці форм контролю що до цього модуля, які ми обговоримо нижче.За формою модуль – це інтегрований навчальний процес, складений з різних видів навчання (лекції, практичні, лабораторні, різноманітні види контролю, завдання для самостійної роботи), підібраних з урахуванням їх доцільності для засвоєння даного модуля, які підкорені загальній темі або актуальній науково-технічній проблемі.За принципом модуль відповідає на два запитання: що досліджується і як досліджується. Щодо першого, то модуль забезпечує формування фундаментальних понять, які випливають з теоретичних розробок, спостережень або експерименту, розглядуваних у курсі. Такі фундаментальні поняття створюють базу для системи знань про ті чи інші природні або соціальні явища. З другого боку, матеріал модуля показує, якими методами можна вести дослідження природних та соціальних явищ. Очевидно, що обидві позиції пов’язані між собою, бо тими чи іншими методами можна відкрити нові явища та встановити нові фундаментальні поняття, а використання теоретичних та інструментальних методів не можливе без фундаментальних досліджень. Такі дилеми вирішує викладач, який створює модульний образ курсу керуючись своїм досвідом.За дидактичним забезпеченням модуль потребує чіткого розподілу базового матеріалу на: а) лекційний, б) той що студент буде вивчати самостійно, в) той, що буде вивчатися на практичних або лабораторних заняттях. Перед викладачем постають завдання:– визначити напрямок самостійної роботи студента;– дати студенту необхідні вказівки та поради;– забезпечити незалежне навчання студента у межах програми, коли він користується свободою вибору як матеріалу так і способу засвоєння.Модульна система вимагає перегляду програмного матеріалу та при необхідності об’єднання ряду тем в єдину логічно-замкнену систему. Модульне формування курсу дає можливість перерозподілу часу між окремими темами навчальної дисципліни та є одним з ефективних шляхів інтенсифікації навчального процесу. Велике значення має відповідність кількості виділених модулів до регламенту семестру. Процес виділення модулів великою мірою пов’язаний з досвідом викладача та специфікою курсу.Відокремлюють початкові або базові модулі, що розглядаються на початку курсу, і такі, що є їх продовженням і одночасно основою для наступних модулів. Модулі можуть бути полівалентними, тобто такими, які є базою для двох або більше наступних та моно валентними, як основа для одного наступного модуля. Ми використовуємо змістовий аспект модульного навчання, хоча в реальному процесі форма і зміст модуля об’єднані, синтезовані в єдиний модуль процесу навчання.Організація навчального процесу має бути такою, щоб створити умови, за яких студент не може не діяти самостійно. В психолого-педагогічній літературі самостійна робота визначається як специфічна форма діяльності у процесі навчання. Специфічність такої форми діяльності полягає у зближенні психології мислення та психології навчання.Модульний підхід долає роз’єднаність елементів процесу навчання, об’єднує їх в єдине ціле. Модуль можна розглядати як завершену інформаційно-операційну дозу навчального матеріалу. Такий підхід вимагає інтенсифікації процесу навчання через активізацію самостійної роботи студентів. Викладач бере участь у самостійній роботі, в структурі якої є три елементи: завдання-виконання-контроль. Виконання – центральний елемент, який здійснюється безпосередньо і лише студентом в зручний для нього час.Проблема організації та активізації самостійної роботи зводиться до вирішення таких питань:– у бюджеті часу студента потрібно вивільнити достатньо часу для самостійної роботи;– студента потрібно поставити в умови коли у нього з’явиться потреба самостійно опрацювати матеріал.Очевидно, що ефективність самостійної роботи залежить від якості модульної структури курсу, максимально чіткої організації контролю, раціонального планування часу і відповідного матеріально-технічного забезпечення навчального процесу.Викладач має передбачити декілька варіантів завдань, щоб стимулювати здатність творчого вибору студента у роботі. При проведенні контролю не варто допускати захист роботи одночасно декількома студентами. Така практика знижує відповідальність студента за свою роботу.Самостійна робота – це система організації умов, які забезпечують керування навчальною діяльністю студента без викладача, метою чого є формування навичок, вмінь та активних знань, що забезпечать в подальшому творчий підхід до своєї професійної роботи.Мета самостійної роботи двоєдина: формування самостійності як риси особистості та засвоєння знань, умінь та навичок. Під умінням можна розуміти можливість виявляти, виділяти та класифікувати об’єкти за істотними ознаками; зіставляти, аналізувати та узагальнювати інформацію; здійснювати пошук; порівнювати поточне інформаційне уявлення з еталоном, вибирати еталонну гіпотезу і розробляти її; приймати рішення щодо принципів та програм дій; здійснювати дії за програмою та проводити у разі необхідності корекцію цих дій.До самостійної роботи відноситься опрацювання конспектів лекцій, читання і конспектування додаткової літератури, підготовка до виконання лабораторних робіт, самостійне розв’язування задач, підготовка до лекцій, семінарських і практичних занять, підготовка курсових і дипломних робіт, підготовка до колоквіумів, контрольних робіт, екзаменів та інших форм поточного та підсумкового контролю знань.Самостійну роботу слід розглядати, як діяльність студента по оволодінню необхідними для майбутньої професії знаннями, уміннями і навичками; діяльність спонукувану пізнавальними потребами, самостійно організовану для виконання завдань і здійснювану у відсутності викладача, але зорієнтовану ним.Проблема організації і активізації самостійної роботи пов’язана з фактом докорінної переорієнтації учбових годин і створенням банку контрольних завдань для кожного модуля і інформаційно-методичних матеріалів.Для здійснення такої системи навчання викладач повинен розробити методичну документацію, яка дозволить студентові успішно працювати самостійно. Особливість методичних матеріалів у багатоваріантності рекомендацій для студентів. Контроль самостійної роботи при застосуванні переважно діалогових форм вимагає педагогічної майстерності викладача і значного часу. Спілкування із студентами становить суттєвий аспект формування спеціаліста високого рівня, оскільки в процесі обміну думками відбувається засвоєння глибинних постулатів навчальної дисципліни.Всі модулі об’єднуються в календаризований графік навчального процесу, який доводиться до студента в перші дні семестру. При формуванні модуля потрібно визначити його мету, форму, принцип, та дидактичне забезпечення. Мета модуля може бути досить різноманітною. У практичній роботі визначення такої мети відбивається на добірці форм контролю щодо цього модуля. Наприклад, якщо мета модуля інформаційна, то форми контролю мають активізувати процес запам’ятовування.Щодо принципу, то модуль повинен відповідати на два запитання: що? і як? В першому разі матеріал модуля забезпечує формування фундаментальних понять курсу які випливають із спостережень теоретичних розробок або експерименту. Тому при викладенні матеріалу потрібно знайти способи яскравого виділення саме тих понять, які і створять таку базу. У другому випадку матеріал модуля показує, якими методами можна вести дослідження за природними чи соціальними явищами. Очевидно, обидва випадки пов’язані між собою, бо тими чи іншими методами можна відкривати нові явища і встановлювати нові фундаментальні поняття, а використання теоретичних та інструментальних методів в свою чергу не можливе без фундаментальних досліджень. Такі проблеми вирішує викладач, який створює модульний образ курсу, керуючись своїм досвідом.Серед елементів педагогічної системи вищого навчального закладу важливе місце займають контроль знань, вмінь і навичок, а також організація зворотного зв’язку, як засіб управління навчально-виховним процесом. Основними функціями контролю є: повторення і узагальнення навчального матеріалу, позитивна мотивація і стимулювання навчання, виховання студентів, управління навчальною діяльністю та облік знань, умінь і навичок.Повторення буває двох видів: пасивне і активне. Природно, що підготовка до різних контрольних заходів створює умови для закріплення знань і підвищення якості навчання в цілому. Функція оцінки, як відомо не обмежується лише констатацією рівня навченості. Оцінка – важливий засіб позитивної мотивації, стимулювання учня, впливу на особистість студента. Саме під впливом об’єктивного оцінювання у студентів створюється адекватна самооцінка, критичне ставлення до своїх досягнень. Важливе значення має морально-психологічний клімат у студентському колективі.Важливою функцією контролю є управління, тобто забезпечення зворотного зв’язку між викладачем і студентами, одержання викладачем об’єктивної інформації про ступінь засвоєння навчального матеріалу, своєчасне з’ясування недоліків і прогалин у знаннях. Лише за таких умов можливе регулювання і корекція навчально-виховного процесу. Інформація про якість роботи студентів і способи її одержання повинні задовольняти ряду вимог. Важливими принципами контролю є:– плановість, тобто проведення відповідно до навчального плану і графіку навчального процесу;– систематичність – відповідність розкладу (календарному графіку) контролю;– об’єктивність – наукова обґрунтованість оцінювання успіхів і недоліків у навчальній діяльності студентів;– економність – контроль не повинен забирати багато часу у викладачів і студентів, а забезпечувати аналіз роботи і ґрунтовну оцінку за порівняно невеликий строк;– простота – відсутність потреби у складних пристроях, а при використанні технічних засобів, доступність будь-якому викладачеві і студентам;– гласність – полягає перш за все у проведенні відкритих випробувань всіх студентів за одними і тими ж критеріями, рейтинг кожного студента має наочний, порівнюваний характер.Одна з головних тенденцій розвитку вищої освіти – індивідуалізація навчання. Індивідуалізація навчання у вузі повинна забезпечувати розвиток здібностей усіх студентів, змагальність у навчанні, виділення груп сильних і слабких студентів.Задається мінімальний темп засвоєння матеріалу, необхідний для успішного навчання. Студент має можливість певною мірою вибирати методи звіту: контрольні ігри, доповідь на семінарському занятті, захист опорного конспекту, захист реферату, брифінг, фізичні диктанти, захист кросвордів, колоквіум, контрольну роботу, захист навчаючої програми, бесіда з відкритим підручником, тестування, постановка або модернізація лабораторної роботи, постановка лекційних демонстрацій, участь в науково-дослідній роботі (доповідь, стаття, участь в олімпіаді), тощо.Невід’ємною частиною пропонованої системи є рейтингова система оцінки знань. Така система оцінки знань базується на підрахунку загальної суми балів, яку студент отримав за результатами виконання всіх видів навчальної роботи, передбаченої графіком навчального процесу. Названу суму балів прийнято називати індивідуальним кумулятивним індексом студента (ІКІ). Ідея такого індексу передбачає багатоступеневий принцип оцінки роботи студента при поточному контролі знань і оптимальну об’єктивність при підсумковому контролі.Важливою структурною одиницею такої системи оцінок є рейтинговий коефіцієнт, яким підкреслюється вагомість тієї чи іншої форми контролю знань. Немає значення цифра коефіцієнту і взагалі цифровий зміст рейтингової сітки, має значення збалансована система цієї сітки. Обрання форм контролю залежить від специфіки навчальної дисципліни. Остаточний індивідуальний кумулятивний індекс виводиться, як сума всіх поточних за семестр.Викладач при контролі повинен перевірити глибину і міцність знань, вміння логічно мислити, синтезувати знання по окремим темам, правильно користуватися понятійним апаратом.До календаризованого плану навчання входить перелік знань та умінь, які повинен набути студент під час навчання. Навчальний процес повинен стимулювати студента систематично, активно, самостійно поповнювати знання, вміти користуватися науковою літературою, орієнтуватися в потоці інформації з обраної спеціальності, вміти користуватися довідниковою літературою, розвивати навички науково-дослідницької роботи, вміти застосовувати знання на практиці (розв’язок задач, виконання лабораторних досліджень, виконання індивідуальних завдань, курсових і дипломних робіт).Модульно-рейтингова система повинна давати можливість студенту вибирати форми контролю. Всі форми контролю поділяються на варіативні та інваріантні. Варіативні форми контролю дають студенту можливість проявити свої уподобання. Для студентів, які проявляють підвищений інтерес до певних розділів навчальної програми пропонуються завдання підвищеної труднощі, які оцінюються і вищими рейтинговими коефіцієнтами. Такий студент може бути звільнений від частини варіативних завдань.Студент може в індивідуальному темпі працювати над програмним матеріалом, але темп повинен бути не повільнішим,

Одним з основних етапів розробки лікарських засобів є проведення доклінічних досліджень, який включає комплекс дослідницьких процедур та операцій з визначення нешкідливості та специфічної активності з метою одержання дозволу на клінічні випробування з подальшим упровадженням лікарських засобів у промислове виробництво та медичну практику. Тому актуальним і важливим є визначення впливу розробленого плівкоутворюючого аерозолю антимікробної й анестезуючої дії на основні системи організму тварин з метою оцінки його безпеки. Мета дослідження – експериментальне вивчення токсикологічних характеристик (гострої та субхронічної токсичності, місцевоподразнюючої та сенсибілізуючої дії) плівкоутворюючого аерозолю щодо встановлення ступеня його безпеки за різних шляхів надходження до організму. Токсикологічні характеристики плівкоутворюючого аерозолю антимікробної та анестезуючої дії вивчали в гострому дослідженні та за умови повторних введень на теплокровних тваринах – білих щурах лінії Вістар масою 200–220 г, мишах масою 20–25 г, мурчаках і кролях породи Шиншила. Для встановлення токсикологічних характеристик аерозолю проводили визначення ступеня безпеки за його надходження до організму як через шлунково-кишковий тракт (одноразово та багаторазово), так і через шкірні покрови. Визначали подразнюючу дію аерозолю на шкіру (одноразово та багаторазово) і за контакту зі слизовою оболонкою очей. Також вивчали наявність/відсутність сенсибілізуючої дії аерозолю. Результати досліджень гострої токсичності потенційного лікарського засобу за внутрішньошлункового введення та нанесення на шкіру дозволили віднести його за токсикологічними властивостями до малонебезпечних сполук (ЛД50 > 5000,0 мг/кг). Встановлено, що тривале, протягом 14 діб, щоденне надходження аерозолю в дозі 1/10 ЛД50 до шлунка щурів, а також нашкірні аплікації не викликали будь-яких проявів інтоксикації в піддослідних тварин і не призвели до їхньої загибелі. Симптоми інтоксикації були відсутні. Дослідні тварини за зовнішнім виглядом, поведінкою, динамікою маси тіла, морфологічним складом периферичної крові, результатами патоморфологічного дослідження внутрішніх органів не відрізнялися від конт ролю. Плівкоутворюючий аерозоль не виявляє сенсибілізуючих властивостей і подразнюючої дії на слизові оболонки очей, шкірні покрови. З позицій токсикології досліджений аерозоль є безпечним.