Введение.
«Инновации и традиции для обеспечения эффективного перехода на уровневую систему образования».
Зав. кафедрой, доцент Гришина С.Ю., профессор Иващук О.А., доцент Зубова И.И., ст. преподаватель Ставчикова Л.Ф., ст. преподаватель Васильева В.В., ст. преподаватель Гладких Ю.В., ст. преподаватель Тверская Н.В., ассистент Гольцова Л.И.
Актуальность.
Согласно приказу Минобразования России от 10.02.2010г. № 109 «О задачах высших учебных заведений по переходу на уровневую систему высшего профессионального образования» все вузы РФ должны разработать на период 2010-2011гг. план обеспечения перехода на уровневую систему.
В связи с этим, крайне актуальным направлением научно-методической работы преподавателей является разработка новых методик для обеспечения всех составляющих учебно-методического комплекса для направлений бакалавриата и магистратуры; разработка и внедрение новых технологий организации учебного процесса, особенно самостоятельной и научно-исследовательской работы студентов. Это обеспечит формирование и развитие у студентов профессиональных и общекультурных компетенций.
Важную часть научно-методической работы преподавателей при переходе на уровневую систему подготовки является разработка, внедрение и развитие традиционных и инновационных методов и подходов организации всех видов учебной (аудиторной и самостоятельной) и научно-исследовательской работы студентов, особенно на ранних стадиях обучения (бакалавры 1 – 2 курсов).
Предмет исследования.
Методы, методики, модели и технологии обучения бакалавров по дисциплине «Физика» при организации аудиторной, самостоятельной и научно-исследовательской работы.
Объект исследования.
Процесс организации учебного процесса согласно двухуровневой системе подготовки с применением наиболее эффективных, традиционных и инновационных технологий обучения, обеспечивающих формирование и развитие у студентов профессиональных и общекультурных компетенций.
Научная новизна.
Впервые разрабатывается и внедряется в учебный процесс методологический базис обеспечения перехода на уровневую систему подготовки студентов по дисциплинам математического и естественнонаучного и гуманитарного циклов.
Практическая значимость.
Результаты научно-методической работы по данной теме будут внедрены в учебный процесс в Орел ГАУ при организации всех видов учебной работы по физике для студентов бакалавров и магистров, а именно лекционных, практических, семинарских, лабораторных занятий, при текущем и итоговом контроле знаний студентов, а также при организации самостоятельной работы студентов, а также научно-исследовательской работы студентов. Результаты исследований позволят обеспечить эффективный переход на двухуровневую систему образования, кроме того, они смогут быть использованы на кафедрах физики в других вузах России.
«Автоматизация управления экологической безопасностью территорий».
Д.т.н. доцент Иващук О.А., ст. преподаватель Васильева В.В.
Актуальность.
Решение проблемы обеспечения приемлемого качества природной среды при воздействии на нее технических объектов связано с созданием эффективных систем управления экологической безопасностью на территориях различного уровня (регионального, муниципального, районного), в том числе и на локальных территориях, где функционируют отдельные объекты промышленности и транспорта.
При современном уровне развития экономики России сам техногенные объекты, а также процессы их взаимодействия с компонентами природной среды характеризуются сложностью и высокой динамичностью. Это определяет необходимость сбора и переработки больших объемов разнородной информации при решении задач управления ЭБ и, что особенно важно, необходимость оперативной и адекватной реакции системы управления ЭБ на текущие изменения как в техногенных объектах, так и в окружающей среде. Сегодня реализация подобных требований неотъемлемо связана с использованием передовых информационных технологий и созданием автоматизированных систем управления экологической безопасностью (ЭБ) территорий (АСУ ЭБ).
Разработка теоретических основ построения и интеллектуализации АСУ ЭБ является сегодня крайне актуальной.
Предметом исследования являются модели, методы и алгоритмы создания и организации функционирования автоматизированных систем управления ЭБ территорий.
Объектом исследования является процесс управления ЭБ территорий в современных условиях, обеспечивающий оперативное и эффективное снижение (по возможности, ликвидацию), а также предотвращение негативного воздействия на природную среду техногенных объектов промышленности и транспорта, расположенных на территориях различного уровня.
Методы исследования основываются на системном анализе; теории множеств и математической логике; методах искусственного интеллекта (аппаратах искусственных нейронных сетей и нечеткой логики) и компьютерного моделирования; математической статистике и теории вероятностей; экспертных оценках; экспериментальных исследованиях.
Научная новизна. Разработаны теоретические основы построения и интеллектуализации АСУ ЭБ, включающие в себя:
– концептуальная модель ЭБ (как модель объекта управления АСУ), в которой впервые ЭБ представлена как природно-организационно-техническая система, состоящая из подсистемы природного комплекса и техногенного комплекса с декомпозицией последнего на подсистему стационарных и подсистему передвижных объектов, различающихся по способам образования и распространения загрязнений и реализации управляющих воздействий;
– обобщенная теоретико-множественная модель АСУ ЭБ , отличительной особенностью которой является обеспечение управления ЭБ, адаптивного к особенностям территории и динамике техногенных объектов и внешней среды, что реализуется за счет создания в АСУ внутренних контуров управления ее основными подсистемами;
– модель системы экомониторинга и методы организации ее функционирования в АСУ ЭБ, отличающиеся возможностью адаптивной настройки всех компонентов системы в соответствии с текущими изменениями в объекте управления и/или внешней среде;
– модель экспертно-информационной системы, отличительной особенностью которой является реализация управления другими составляющими АСУ ЭБ (управляющей системой и системой экомониторинга) во внутренних контурах управления, что обеспечивает адаптивность управления ЭБ к текущим изменениям как в самом объекте управления, так и во внешней среде;
– методы решения задач поддержки принятия решений по управлению ЭБ (задач модельной оценки, прогнозирования и определения управляющих воздействий), разработанные на основе нейросетевого подхода;
– методика осуществления интегральной оценки состояния ЭБ, отличительной особенностью которой является применение аппарата нечеткой логики при формировании первичных и синтезе новых знаний;
– модель АСУ ЭБ густонаселенных городских территорий и методы обеспечения функционирования системы на примере конкретного региона;
– алгоритмы, реализующие предложенные модели и методы.
На основе разработанных теоретических положений предложена методология построения и организации функционирования конкретных АСУ ЭБ, учитывающих особенности территорий, адаптирующихся к изменениям структуры и параметров техногенных объектов и внешней среды.
Практическая значимость. Создан теоретико-методологический инструмент решения практических задач построения и интеллектуализации АСУ ЭБ на территориях различного уровня иерархии административно-территориального деления, в том числе на локальных территориях, подверженных негативному воздействию конкретных объектов промышленности и транспорта.
Разработаны практические рекомендации построения АСУ ЭБ для густонаселенных городских территорий, основанные на созданных теоретических положениях.
Проведен комплексный экомониторинг на конкретной густонаселенной городской территории (г. Орел) с научным анализом его результатов. Разработаны специализированные математические модели и программные комплексы (зарегистрированные в Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам), атлас электронных карт, модель интегральной оценки состояния ЭБ, а также практические рекомендации по их применению и организации работы АСУ ЭБ на конкретной территории.
Результаты внедрения. Результаты научно-исследовательской работы в виде разработанных моделей, методов, алгоритмов и рекомендаций внедрены и используются для решения различных задач в сфере управления ЭБ: в администрации г. Орла для проектирования и организации функционирования на территории города АСУ ЭБ; на промышленных и транспортных предприятиях и организациях, в частности, в ЗАО «Экология» (г. Орел), в Московской ассоциации предприятий технического обслуживания и ремонта автотранспортных средств (МАПТО, г. Москва), ООО «Рецикл» (г. Электросталь, Московская обл.), ООО «Экологический Альянс» (г. Москва), в Центре лабораторных анализов и технических измерений (филиал по Орловской области) для построения АСУ ЭБ, осуществления эффективного мониторинга, оценки, прогнозирования и управления воздействием техногенных объектов на территории их функционирования и на близлежащих селитебных территориях, а также в ЗАО «Орелнефтепродукт» (г. Орел), ООО «Стройинвест» (г. Орел) для рационального выбора (с экологической и экономической точки зрения) расположения планируемых для строительства на территории города промышленных и жилых объектов.
Также модели, методы и алгоритмы внедрены в Орловском государственном техническом университете и Орловском государственном аграрном университете для использования в учебном процессе и научно-исследовательской работе студентов, магистров и аспирантов.
«Кинетика каналирования ускоренных частиц в углеродных нанотрубках»
К.ф.-м.н, доцент Гришина С.Ю.
Актуальность.
В настоящее время явление каналирования, возникающее при ориентированном взаимодействии ускоренных частиц с атомами кристаллов, имеет самый широкий круг практических приложений. Эффект каналирования ионов в углеродных нанотрубках имеет ряд преимуществ, которые позволяют использовать его, во-первых, для ионного легирования самих нанотрубок. Это важно с точки зрения их применения в материаловедение, наноэлектронике. Во-вторых, для получения и управления хорошо сфокусированными пучками нанометровых сечений. В свою очередь, такие пучки в сочетании с методикой каналирования, можно использовать для анализа и модификации структуры и свойств кристаллических твердых тел, фуллеритов, жгутов нанотрубок и т.д., а также в таких областях, как целенаправленное введение лекарственных средств и лучевая терапия на клеточном уровне в медицине; управление пучками высоких энергий в ускорительной технике; манипулирование ионными пучками низких энергий в плазменных технологиях; управление перемещением молекул в биологических исследованиях.
Предмет исследования: явление каналирования и деканалирования ускоренных частиц.
Объекты исследований: углеродные нанотрубки.
Практическая значимость: результаты могут быть использованы при разработке и совершенствовании ядерно-физических методов качественного и количественного анализа структуры и состава углеродных наночастиц, а также при разработке новых технологий синтеза эндоэдральных соединений (допированных фуллеренов и нанотрубок) методом ионной имплантации.
Широкий круг технических приложений может найти предсказываемая теорией фокусировка ионных пучков короткими нанотрубками.
Полученные в диссертации формулы могут стать алгоритмической основой для создания программного обеспечения прямой обработки данных экспериментов с использованием методики каналирования в нанотрубках.
№ п/п
|
Темы
|
Исполнитель
|
Сроки
|
Результаты НИР
|
1.
|
Инновации и традиции для эффективного перехода на уровневую систему образования
|
Д.т.н., к ф.-м.н.,
доцент Иващук О.А.,
к.т.н., ст. преподаватель Васильева В.В., к.ф.-м.н.,
доцент Гришина С.Ю., к.п.н., доцент Зубова И.И., ст. преп. Ставчикова Л.Ф.,ст. преп. Тверская Н.В.,
ст. преп.Гладких Ю.В.,асс. Гольцова Л.И.
|
В течение года
|
Преподавателями кафедры разработан полный комплект УМК для бакалавров всех направлений.
Преподавателями кафедры в результате научно-исследовательской работы и повышения квалификации в ведущих вузах России разработаны новые рабочие программы по всем направлениям бакалавриата Орел ГАУ. Кроме того, разработаны оригинальные методики организации самостоятельной работы студентов бакалавров, которые реализованы в виде учебно-методических пособий. Разработана и внедрена технология проведения деловых игр – научных диспутов. Разработаны занятия с активными формами обучения.
|
2.
|
Автоматизация управления экологической безопасностью территорий
|
Д.т.н., к ф.-м.н.,
доцент Иващук О.А.,
к.т.н., ст. преподаватель Васильева В.В.
|
В течение года
|
Разработанные теоретические положения в совокупности представляют собой базу для развития теории построения интеллектуальных АСУ ЭБ. Предложенная методология обеспечивает построение и организацию эффективного функционирования АСУ ЭБ определенного класса, которые благодаря своей адаптивности позволяют значительно повысить объективность процесса управления ЭБ территорий, существенно сократить время принятия решений и реализации управляющих воздействий.
|
3.
|
Кинетика каналирования ускоренных частиц в углеродных нанотрубках
|
К.ф.-м.н.,
доцент Гришина С.Ю.
|
В течение года
|
Результаты могут быть использованы при разработке и совершенствовании ядерно-физических методов качественного и количественного анализа структуры и состава углеродных наночастиц, а также при разработке новых технологий синтеза эндоэдральных соединений (допированных фуллеренов и нанотрубок) методом ионной имплантации.
Широкий круг технических приложений может найти предсказываемая теорией фокусировка ионных пучков короткими нанотрубками.
Полученные аналитические зависимости могут стать алгоритмической основой для создания программного обеспечения прямой обработки данных экспериментов с использованием методики каналирования в нанотрубках.
| |
