Главная – Журналы – Поиск по журналам

Дан краткий обзор современных достижений в квантовой информатике. Преимущества квантовых компьютеров показаны на примере простейших квантовых алгоритмов. Рассматривается применение ультрахолодных атомов для реализации квантовых процессоров.

В спектрах излучения плазмы внутри малоэмиссионной камеры сгорания газотурбинного двигателя идентифицированы молекулярные полосы (в скобках приведены наиболее интенсивные канты): OH (306,1 нм), CH (430,18 нм), H2O (714-980 нм), C2 (515,55 нм), NH (336 нм), NO (358,26 нм). Это открывает возможность использования соотношения их интенсивностей для управления рабочими параметрами камеры сгорания в целях снижения выбросов вредных веществ, регламентированных нормами ИКАО. Спектры регистрировались с помощью спектрометров «Колибри-2» в двух исполнениях: I - рабочий спектральный диапазон 190-1100 нм (разрешение 1 нм) и II - 190-360 нм (разрешение 0,2 нм). Ввод излучения в спектрометр осуществлялся с помощью волоконно-оптического кабеля и коллиматора.

Обсуждается возможность построения лазерных доплеровских измерителей вектора скорости, основанная на использовании бихроматического источника пространственно совмещённых гауссовых или бесселевых пучков, двухволнового брэгговского одноканального акустооптического модулятора с отношением частот ультразвуковых волн, равным отношению волновых чисел дифрагирующих лазерных пучков. Пространственная, хроматическая и частотная структура координатно-измерительного 3D-базиса, сформированная из гауссовых или бесселевых пучков одной и той же последовательностью оптических элементов, и адекватное к структуре рассеянного исследуемой средой света фотоэлектрическое преобразование обеспечивают минимальную аппаратную ширину спектра доплеровского сигнала и повышенную помехоустойчивость.

Получены новые экспериментальные данные о динамике дифракционной эффективности (ДЭ) наложенных объёмных отражательных голограмм с периодом решёток 250 нм при их одновременной записи в фотополимерном материале BAYFOL HX TP. Установлены характер и параметры их взаимного влияния при задержке засветки одной голограммы относительно другой. Выявлено, что на динамике ДЭ практически не сказываются вариации времени диффузии мономера в интервале 0,12 < tD < 0,17 с, но существенно проявляется нестационарное поведение параметра фотополимеризации τp, который в наших экспериментах возрастал от 5 до 15 с. Известные уравнения фотоиндуцированного изменения показателя преломления фотополимера доработаны с учётом характера изменения параметра τp. Расчётные зависимости динамики ДЭ, полученные с помощью уточнённых формул, хорошо согласуются с экспериментальными данными (СКО ∼2 %).

В рамках скалярной теории дифракции света Кирхгофа - Френеля исследованы особенности дифракционных явлений в дальней зоне на цилиндрических (металлических) объектах малых диаметров (0,01-0,5 мм) с учётом их отражающих свойств. При расчётах применялась модель цилиндра в виде экрана (нулевой толщины). Отражённая составляющая поля в дальней зоне вычислялась методом стационарной фазы. Показано, что при использовании стандартных алгоритмов обработки информации (справедливых для объектов экранного типа) влияние отражённой волны света приводит к заметной погрешности измерений, пропорциональной амплитудному коэффициенту отражения света от поверхности цилиндра. Для снижения её влияния предложен алгоритм определения диаметров таких объектов с повышенной точностью путём соответствующей обработки дифракционной картины в области углов θ << 3√ λ/R, где λ - длина волны света, а R - радиус цилиндра. Полученные результаты могут быть использованы при разработке высокоточных дифракционных измерителей тонких цилиндрических объектов (проволоки, нити, волокна).

Предложен метод контроля многоэлементной зеркальной системы телескопа космической обсерватории «Миллиметрон» при её настройке после раскрытия на орбите. Для предварительного контроля положения элементов рефлектора используется лазерный дальномер, для финального - оптический метод ножа Фуко. Рассчитана и приведена оптическая схема системы контроля для финальной настройки телескопа. Показаны результаты моделирования изображений, получаемых при отклонении элементов рефлектора. Приведены результаты расчёта оптической системы, реализующей метод ножа Фуко.

Введение. На воспитание и социализацию современных детей и подростков все большее влияние оказывают постоянные изменения социальной действительности. Востребованными становятся исследования в области социальной педагогики, позволяющие понять, какие новые закономерности возникают во взаимоотношениях ребенка и социальной среды. Академическая магистратура по социальной педагогике является одним из существенных факторов, позволяющих быстро находить ответы на поставленные временем социально-педагогические вопросы. Проблема заключается в том, чтобы разрозненные, частные темы отдельных магистрантов объединить в комплексные научные исследования и выявить организационные условия эффективной деятельности научных коллективов магистрантов. Методология и методика исследования. Исследование строится на праксиологическом методологическом принципе, позволяющем делать теоретические выводы о комплексных исследованиях магистрантов на основе исследования реальной жизни, человеческой деятельности и общественных отношений. Методом исследования выступает анализ опыта организации комплексных научных работ магистрантов. Под комплексным научным исследованием понимается совместная деятельность группы магистрантов, направленная на решение проблемы с помощью единого методологического и разных теоретических подходов, позволяющих всесторонне раскрыть многогранные, постоянно изменяющиеся социально-педагогические явления и процессы. Отличительными характеристиками комплексности выступают соблюдение научной этики, авторство научных идей, постоянный обмен информацией и эмпирическими данными, обязательность внешней экспертизы. Результаты исследования. Опытно-экспериментальная работа по организации комплексных научных исследований магистрантов была обусловлена появлением ранее не существующих социально-педагогических явлений, субъектами которых становились сами магистранты. Первой такой проблемы стала деятельность замещающих семей. В исследовательскую группу вошли магистранты, имеющие статус приемных родителей, и магистранты служб сопровождения замещающих семей. Анализ деятельности исследовательских групп магистрантов позволил нам выделить следующие условия организации комплексных научных работ: набор в группы магистрантов не только под общую тему программы, но и под общую производственную проблему, требующую немедленного решения; включение в решение исследовательской задачи всех преподавателей специализированных программ с целью постоянного стимулирования поиска и обмена новыми знаниями; организация научного методологического семинара под руководством руководителя магистерской программы; постоянная апробация результатов научного исследования. Заключение. Соблюдение организационных условий стимулирует постоянство и последовательность организации комплексного исследования; удерживает разные темы исследования в рамках единого исследовательского поля; интенсифицирует исследовательский процесс и обеспечивает постоянный обмен информацией; создает единое учебно-исследовательское пространство на базе научной школы кафедры.

Введение. Будущее России связано с подготовкой креативно компетентных специалистов, способных работать на передовых производствах, создавать и использовать прорывные технологические решения. Поскольку все кадры первый этап подготовки проходят в школах, то школьная система образования - важнейший фактор и движущая сила для прогрессивного развития страны. Выпускник школы должен иметь современные фундаментальные знания, уметь их применять; быть ответственным, самостоятельным и готовым принимать обоснованные решения, особенно в критических ситуациях; иметь нацеленность на инновационную, творческую и исследовательскую деятельность и др. Существующие госстандарты и разрабатываемые проекты новых стандартов школьного образования не решают этой проблемы. Методология и методика исследования. Методология решения этой проблемы основана на компетентностном методе реализации эффективного взаимодействия в системе «обучающийся - учитель - школа - общество». Цель - разработать концепцию изучения школьного курса математики на основе компетентностного подхода, внедрение которой будет способствовать повышению качества математического образования обучающихся основной школы. Сказанное продемонстрировано на примере конкретной темы математики за 5-й класс. Результаты исследования. Разработана концепция, согласно которой изучение тем школьного курса математики происходит не изолированно, а в допустимой совокупности, включая изучение отдельных тем как решение конкретных задач, связанных с этой темой. Реализация представленной концепции отвечает двум ключевым положениям авторской технологии компетентностного подхода: Шаг 1 - «учим мыслям» и Шаг 2 - «учим мыслить». Заключение. Качество образования прямо пропорционально уровню требований к результатам обучения. Проект школьных госстандартов предъявляет самый низкий уровень требований, в частности, при обучении математике. Анализ трех систем образования: ЗУН, компетентностного подхода и современной школьной технологии - показал действенность и перспективность обучения математике в школе на основе компетентностного подхода. Внедрение предлагаемой модели в образовательный процесс будет способствовать повышению качества школьного математического образования.

Введение. Актуальность исследования связана с необходимостью выполнения требований Федерального государственного образовательного стандарта общего образования в части гарантированности и воспроизводимости результатов когнитивного обучения школьников. Для этого требуются диагностические инструменты, во-первых, контролирующие ход самого обучения, во-вторых, позволяющие осуществить управляющее воздействие на процесс обучения для корректировки промежуточных результатов. Цели исследования - разработать и апробировать операциональное представление результатов для гарантированного и воспроизводимого когнитивного обучения школьников на примере учебного предмета «Физика». В статье дано операциональное представление результатов в когнитивной технологии обучения. Показаны способы соотнесения образовательных результатов с числовыми рядами, допускающими формализацию, необходимую как для контроля промежуточных результатов, так и для прогноза дальнейших достижений школьников при изучении физики. Когнитивный результат образования школьников тесно связан с операциональной и психоэмоциональной составляющими педагогического процесса. Проблема освоения укрупненных дидактических единиц в школьном курсе физики решена средствами диагностических инструментов, контролирующих и корректирующих когнитивный процесс. Необходимость анализа операционального представления результатов образования отмечается в ряде работ, посвященных компетентностному подходу в образовании, дающему гарантированный и воспроизводимый педагогический продукт в заранее установленных границах качества. Кроме того, когнитивное обучение тесно связано с ценностями образования и стилем подготовки «встречного текста», отражающего авторскую позицию участников педагогического процесса, что также требует управляющего воздействия на педагогический процесс для предотвращения распада учебной деятельности. Такого рода опасность возникает при освоении укрупненных дидактических единиц. Предложенные нами диагностические индикаторы предоставляют школьнику возможность демонстрировать «правильные» знаки-символы, а также их правила соединения, принятые при исследовании сложных физических этюдов. Эффективность когнитивной технологии, снабженной операциональным инструментарием, определяется, во-первых, через готовность школьника к проявлению сформированной когнитивной компетентности как результативное владение знаковой системой, принятой в данной учебной дисциплине, во-вторых, через умение проявлять свою когнитивную компетентность в креативных учебных ситуациях, в-третьих, наличием личностного отношения к предмету приложения когнитивного опыта и эмоционально-волевой регуляцией этого отношения. Методология и методика исследования. Объект исследования - когнитивные технологии обучения. Предмет исследования - педагогические условия применения операциональных диагностических инструментов в когнитивных технологиях обучения. Установлены основные когнитивные сложности, возникающие при решении физической задачи, и способы их преодоления, получаемые с помощью применения педагогической технологии. Введены соответствующие индикаторы, с помощью которых операционализируются способности преодоления таких когнитивных сложностей. Существуют прямые способы вычисления времени движения системы, однако иногда не требуется знать точные значения времени. Сравнить их значения можно косвенным способом через новую постановку вопроса в терминах скоростей для каждого эксперимента. Алгебраические выражения для скоростей лучше привести к виду, содержащему как инвариантные части, не требующие сравнения, так и выражения, легко сопоставимые друг с другом. Правильность выполнения школьниками такого рода преобразования удобно контролировать через коэффициент усвоения знаний: КУ = (Пр/Полн)·100 %, где Пр - количество правильно выполненных действий в ходе решения, Полн - полное количество действий. Коэффициент вычисляется в процентах. Кроме того, при выполнении таких действий осуществлялась экспертная оценка степени автоматизации навыка (СтАвт) на основании контроля времени, затраченного на выполнение каждой вычислительной операции. Результаты исследования. Рассмотрены результаты достижения высокого уровня компетентности школьниками при поиске решения физической задачи. При этом компетентность распределена на четыре составляющие, представленные в операциональном виде: 1) коэффициент усвоения знаний (КУ); 2) ступень абстракции (СА); 3) степень автоматизации навыка (СтАвт); 4) величину активности обучающегося (ВА). Заключение. Для когнитивного обучения необходимо представить ожидаемый результат в операциональном виде, допускающем соотнесение учебных достижений школьников с числовыми рядами. Характеристиками обучения школьников могут быть показатели, установленные экспертами в данной области знания. Набор индикаторов должен обладать полнотой представления результатов, быть педагогически валидным и непротиворечивым. В исследовании приведен пример такого полного набора, валидного при использовании когнитивной технологии обучения физике. Нами модифицированы такие параметры, как коэффициент усвоения, ступень абстракции, степень автоматизации и др.

Введение. Происходящие преобразования системы российского образования напрямую связаны с недостаточно высокими результатами оценки сформированности функциональной грамотности. Поэтому именно в направлении создания условий и средств для формирования функциональной грамотности и должно изменяться содержание российского образования. Для создания условий проявления творчества необходимо уйти от шаблонности действий. Методология и методика исследования. Настоящее исследование является практическим, однако опирается на использование закономерностей педагогики и психологии, где не отрицается, а обобщается уже накопленный опыт формирования исследовательской деятельности и развития творчества. Основное внимание обращается на совмещение двух направлений: развитие творчества и формирование исследовательских умений. В основе этого совмещения лежит использование гибкости мышления и самостоятельности действий. Объект исследования - субъект образовательных отношений, для которого и создаются условия, в которых определяются специфические субъект-субъектные отношения участников образовательных отношений. Результаты исследования. Оценка естественно-научной грамотности показывает, что наши школьники значительно отстают в выполнении заданий, требующих оценки и разработки научных исследований и интерпретации знаний, а именно: эмпирических данных с научной точки зрения. Поэтому в статье представлен опыт создания условий для проявления гибкости мышления и свободы творчества именно на примере учебного предмета «Физика». Рассматривается два направления работы с учениками: экспериментальная деятельность и работа с информацией. В основу обеспечения творческой деятельности при формировании экспериментальных действий положено выполнение обязательных лабораторных работ без инструкций. Ученику должна быть дана свобода выбора цели эксперимента, выбора оборудования и плана экспериментирования. В результате такой системной работы к 9-му классу можно было перейти от коллективного творчества, направляемого учителем, к индивидуальной творческой экспериментальной деятельности. Интерпретация данных на основе теории требует хорошо сформированной читательской грамотности, поэтому в качестве еще одного значимого условия развития творческого потенциала учеников выступает работа с информацией. В статье рассматриваются существенные признаки и виды учебных текстов, их возможности в развитии творческого потенциала. Заключение. Делается вывод о том, что развитие творческого потенциала возможно при активной деятельности учащихся без шаблонных инструкций и алгоритмов в ситуациях неопределенности, которые создаются наводящими вопросами учителя. Особое значение имеют ситуации, созданные на основе экспериментальной деятельности и работы с учебными текстами. Обязательным условием развития творческого потенциала учащихся является подготовленный учитель.