Материалы студенческой научно-практической конференции «Студенчество и техника» (стр. 1 )

Материалы студенческой научно-практической конференции «Студенчество и техника»

Заречный 2004

Материалы студенческой научно-практической конференции: Сб. иссл. работ /Под ред. . Заречный: Изд-во Урал. техн. кол-жа, 2004. --с.

В сборнике исследовательских работ представлены материалы студентов Уральского технологического колледжа Министерства Российской Федерации по атомной энергии, посвященных современным проблемам в области физико-математических наук, экологии и перспективным направлениям в развитии и ремонте автомобильного транспорта.

Рецензенты: член-корреспондент Российской академии профессионального образования, кандидат педагогических наук, доцент ; кандидат физико-математических наук, доцент

Редколлегия: кандидат педагогических наук (отв. редактор);

© Уральский технологический колледж

СОДЕРЖАНИЕ

ИНФОРМАЦИЯ

О СТУДЕНЧЕСКОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ «СТУДЕНЧЕСТВО И ТЕХНИКА»

Реализация экономических отношений и социальных преобразований в России нуждается в хорошо образованных, творчески мыслящих специалистах, формирование которых невозможно без внедрения в образовательные учреждения научной составляющей. Именно система организации и ведения научно-исследовательской деятельности студентов в образовательных учреждениях является одним из прогрессивных элементов воспитания и подготовки специалистов с исследовательскими и практическими навыками не только в высших учебных заведениях, но она становится необходимой и в учреждениях среднего профессионального образования.

Традиционным стало проведение в средних профессиональных учреждениях студенческих олимпиад, конференций, которые являются своего рода подведением итогов работы преподавателей и студентов. Материалы, полученные студентами в ходе исследовательской деятельности, используются в учебном процессе, публикуются, причем как совместно с преподавателями, так и самостоятельно.

В обсуждениях и дискуссиях со своими сверстниками вырабатываются культура общения, обсуждения и аргументация. Именно для таких студентов и проводятся подобные форумы.

Очередная ежегодная студенческая научно-практическая конференция в Уральском технологическом колледже, состоявшаяся 15 апреля 2004 года, была посвящена теме «Студенчество и техника».

В конференции приняли участие студенты Уральского технологического колледжа, Российского государственного профессионально-педагогического университета, выпускники общеобразовательных школ г. Заречного. С докладами выступил 21 человек. На конференции были представлены лучшие работы, прошедшие отбор на кафедрах УрТК. Дополнительно была развернута выставка лучших технических изобретений студентов кафедры «Технического обслуживания и ремонта автомобильного транспорта», наработки НИЛ «Новые приборы и материалы».

На конференции работало две секции:

1 секция Физико-математические науки

2 секция Перспективные направления в развитии и ремонте автомо-бильного транспорта.

На конференции работало две комиссии в следующем составе:

1 секция

По результатам работы комиссий секций лучшие выступления студентов были отмечены дипломами 1, 2 и 3 степени:

Дипломом 1 степени были награждены:

Обобщая имеющийся опыт проведения студенческих конференций на базе Уральского технологического колледжа, важно отметить, что интересы студенческой молодежи состоят не только в получении профессиональных знаний, но и в развитии активности, формировании навыков самостоятельности. Через конференции, олимпиады, конкурсы отслеживается и готовится талантливая молодежь, способная на продолжение обучения и исследовательскую деятельность.

Одной из целей научно-практический, студенческий конференции является знакомство с достижениями науки и техники. Уже сейчас будущие специалисты должны видеть перспективу, развивая новые направления в организации ремонта и развития автомобильного транспорта. Большим достижением является то, что ряд экспериментальных и исследовательских работ представленных на форуме были полностью выполнены в научно-исследовательской лаборатории «Новые материалы и технологии» организованной на кафедре «Ремонт автомобилей и двигателей». Наиболее ярко это проявилось на выставке технических изделий, где все приборы были действующими и изготовлены руками студентами.

Диапазон представленных на конференции докладов и экспонатов достаточно широк и разнообразен. Это явная демонстрация высокого научного потенциала студентов и преподавателей Уральского технологического колледжа.

1 секция Физико-математические науки

В условиях призрачно-неустойчивого мира для молодых людей важным является приобретение твёрдой опорной точки, которой являются знания по фундаментальным наукам. К таким наукам, прежде всего, следует отнести проверенные на практике и в экспериментах – физику, математику и науки, возникшие на их базе. Именно знание и применение законов физики и математики позволяет сделать обоснованными новые технические устройства и приборы, которые во много раз превосходят способности человека, помогая проникнуть в наномиры и гигамиры. Открывающееся в этих мирах возможности настолько увлекательны, что могут очаровать своей красотой ищущих неизвестное, необыкновенное и интересное. К таким целям и должны стремиться студенты, хотя на их пути будут встречаться препятствия и трудности. Преодолевая их и создается будущая всесторонне развитая личность, способная творить, создавать новое.

На секции были представлены исследовательские работы студентов специальностей 1001 «Электрические станции, сети и системы», 1007 «Атомные станции и установки», 2105 «Автоматизация технологических процессов на тепловых электрических станциях», 2203 «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем», подготовленные под руководством научных руководителей.

Череватенко Александр – студент группы 4Пз специальности 2203 «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем»

ВИРТУАЛЬНЫЕ ЛАБОРАТОРИИ , Гр.4П3 Рук. Темы:

Петухов Александр – студент группы 4Пз специальности 2203 «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем»

В современном учебном процессе все большее внимание уделяется использованию компьютерных технологий. И, хотя активная компьютеризация учебного процесса началась уже несколько лет назад, использование компьютерных технологий для многих представляется скорее экзотикой, чем одним из обычных, пусть и достаточно новых, способов ведения образовательной деятельности. Компьютерные технологии эффективны и могут значительно повысить качество обучения. Однако факт использования компьютера в учебном процессе еще не является залогом успеха, и значимых результатов можно добиться только при грамотном его применении.
К настоящему времени создано множество электронных средств учебного назначения (ЭСУН), начиная от простого текста, переведенного в электронный вид, и заканчивая программами с различным уровнем интерактивности. Современные ЭСУН являются программными продуктами, и в их создании участвуют, как правило, не менее двух человек: автор содержательной части и программист.

Одной из серьезных проблем, с которыми приходится сталкиваться при создании ЭСУН, является взаимодействие между автором и программистом, реализующим идеи автора в виде компьютерной программы. Сложность состоит в том, что автор часто имеет смутные представления о возможностях компьютерных программ, а программист не является специалистом в предметной области создаваемого учебника. Следствиями такой ситуации могут являться недоиспользование возможностей компьютерной технологии и постановка автором нереальных и непоследовательных задач, приводящая к увеличению трудозатрат и времени разработки.

Помочь в разрешении проблемы взаимодействия и взаимопонимания автора и программиста может использование четкой терминологии и наличие достаточного количества примеров. Цель данной работы – привести такие примеры для наиболее интересного и наиболее сложного в разработке вида ЭСУН – так называемых «виртуальных компьютерных лабораторий».
Основываясь на проведенном анализе существующих программ можно выделить отдельные виды компьютерных лабораторий и близких к ним программ. Разделение на виды произведено, исходя из возможностей, предоставляемых программой. Было выделено четыре вида программ, между которыми существуют качественные различия.

1. Интерактивные демонстрации. В большинстве случаев демонстра-ционные программы не являются компьютерными лабораториями, так как не содержат достаточно элементов интерактивности, но могут успешно выполнять функции по показу проведения экспериментов. Чаще всего такие программы являются частью электронных учебников как вспомогательное средство для восприятия учебного материала.

2. Простые модели. Наиболее часто встречающийся вид. Простая модель представляет собой, как правило, модель одной лабораторной работы. Объединенные по некоторому признаку, простые модели представляют собой набор лабораторных работ, который является полноценной виртуальной компьютерной лабораторией. Распространенность такого вида лабораторий обоснована относительно простотой их создания, так как рассматривается один несложный процесс, описываемый одной или двумя математическими формулами, а различные лабораторные работы могут создаваться независимо разными программистами. Можно рекомендовать такой подход для создания небольших курсов лабораторных работ, когда не является целесообразной разработка универсальной системы.

3. Универсальные лаборатории для класса явлений. Универсальные компьютерные лаборатории являются сложными моделирующими системами, в основе функционирования которых лежит мощный математический аппарат. Универсальность таких систем обеспечивается системным подходом к моделированию и разработке моделей. Такие виртуальные компьютерные лаборатории могут быть близки по своим возможностям к программам, используемым для реальных научных или производственных расчетов. Особенностью универсальных лабораторий является ярко выраженный компо-нентный подход.

Сложность и возможности таких лабораторий могут варьироваться в широких пределах, что позволяет создавать несложные версии таких лабораторий силами одного программиста.

4. Универсальные лаборатории. Действительно универсальными являются компьютерные лаборатории, в возможности которых заложено использование в одном эксперименте явлений различной природы.

Целью создания таких лабораторий является объединения творческих потенциалов разработчиков и исследователей, повышения эффективности, уменьшения затрат на разработку, создания благоприятных условий для разработчиков, позволяя проведение работ в офисах, филиалах, дома.

Библиографический список:

1. Internet 2000: Эффективные технологии работы в Сети, BHV, Санкт-Петербург, 1999.

2. , Ямпольская в Internet. Бишкек: Изд-во ИИМОП КГНУ, 1998.

3. , Ямпольская и опыт создания компьютерных сетей для исследовательских и образовательных целей //«Вестник КГНУ», Юбилейный выпуск. Бишкек, 1998.

Исследование проводимости в кристаллах (NH4)3 Н (SO4)2 Научный руководитель; к. ф-м. н., доцент

Дашковский Сергей – студент группы 2Тз специальности 1705 «Техническое обслужи- вание и ремонт автомобильно- го транспорта». Занимается экспериментальной исследо- вательской работой в НИЛ УрТК «Новые технологии и материалы». В частности провел ряд экспериментов по изучению физических свойств супер-протонных электролитов, которые в дальнейшем могут быть использованы в качестве топливных элементов в электромобилях. Владеет навыками работы на ПК, занимается спортом. Целеустремленный, творческий человек.

Изучение свойств материалов обладающих аномально высокой протонной проводимостью являются актуальным. Это обусловлено практическим применением этих материалов в технике. Например, водородные топливные элементы могут применяться для получения тепловой энергии и электроэнергии в различных установках, в том числе в электроавтомобилях.

Впервые, аномально высокую протонную проводимость в кристаллах уранилфосфата исследовали английские ученые Howe и Chilton в 1976 г.

В 1982 г. Барановым Л. А. и открыта суперпротонная проводимость в кристаллах CsHSО4 и аналогичных ему соединениях гидроселенатов (1). Проводимость, в этих веществах была подробно изучена к. п.н. (2) и им же, впервые исследована протонная проводимость и структурные фазовые переходы в соединениях Rb3H(SеO4)2 , (NH4)3 Н (SеO4) 2. В частности, проводимость в этих соединениях достигает значений σ ³ 10-2 Ом-1см-1 , что сравнимо с проводимостью их расплавов. Материалы, имеющие ионную проводимость в твердом состоянии сравнимую с ионной проводимостью в расплаве этого соединения, называют суперионными. Ряд соединений, показанных в таблице 1. можно продолжить, например, Cs 3 Н (SO4) 2, и Rb3H(SO4)2 и другие. Однако, в соединениях, например Rb3H(SO4)2 , фаза с аномально высокой температурой не реализуется, так как кристалл начинает плавиться раньше перехода в суперионную фазу. В (NH4)3H(SO4)2, проблема заключается в несоразмерной фазе, которую трудно исследовать, так как параметры при последующих измерениях имеют значительный разброс. Тем не менее, данное соединение также имеет фазу с высокой протонный проводимостью, как и в изученных кристаллах селенатов.

Таблица 1.

Температуры перехода в суперионное состояние и значения проводимости в точке перехода по кристаллографическому направлению [001], а также значения энтальпии активации и предэкспоненцильного множителя.

№	Кристалл	Tci, K	σ с, См см	∆Н, эВ	А, К/Ом см
1	CsHSО4	414	1,5*10-2	0,275	7,34*103
2	Rb3H(SеO4)2	450	2,8*10-3	0,26	2,8*103
3	Cs3H(SеО4) 2	456	2,7*10-3	0,26	3,4*103
4	(NH4)3 Н (SеO4)2	332	4,6*10-3	0,3	4,7*103
5	(NH4)3 Н (SO4)2	414	2,4*10-3	0,32	5,4*103

В данной работе приведены результаты исследования проводимости в кристалле (NH4)3 Н (SO4) 2. Измерения проводились на кристаллах выращенных в научно-исследовательской лаборатории «Новые материалы и технологии» кафедры «Ремонт автомобилей и двигателей», УрТК (руководитель к. ф.-м. н. ).

Кристаллы имели форму гексагональных пластинок с развитой плоскостью [001].

Проводимость измеряли на частоте 1Мгц. измерителем Е7-12, в диапазоне температур 293-500 К, с использованием серебренной пасты «Дегусса». По результатам измерений были построены графики зависимости проводимости от температуры, представленные на рис. 1.

∆Н=0,32 эВ

- 1 А ~ 5400 К/Ом см

Ln(σT) Ом-1см -1 К КОм-1см -1

- 6 Tci

2,2 2,5 3,0 1/T* 103 , К

Рис.1 График зависимости Ln(σT) от 1/T

Как видно из графика значения σ, Ln(σT) являются типичными для суперионных проводников. Вычисленные значения энтальпии, и предэкспоненциального множителя из графиков проводимости имеют типичные значения, см. таблицу 1. Из [2] известно, что кристаллические структуры в кристаллах (NH4)3 Н (SO4)2 и Rb3H(SеO4)2 подобны, значения проводимости и другие величины близки по значениям, тогда можно предположить, что и механизмы протонной проводимости в кристалле (NH4)3 Н (SO4)2 будут подобными механизму проводимости в гидросульфатах и тригидроселенатах щелочных металлов. В данных типах кристаллов проводимость является прыжковой и происходит с разрывом цепочки водородных связей и образования новых водородных связей. Этот механизм является присущим только для соединений имеющих структурную сетку водородных связей, таких как, например; CsHSО4, КH2РО4, см. рис.2, и Rb3H(SеO4)2, см. рис.3.