ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СПЕЦФИЗПРАКТИКУМА ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ У СТУДЕНТОВ СИСТЕМЫ ЗНАНИЙ О ФИЗИЧЕСКИХ ОСНОВАХ ПЕРЕДАЧИ И ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ
Специально проведенный педагогический эксперимент среди учителей, позволил установить, что большинство из них весьма слабо представляют собой этапы преобразования и обработки информации для ее передачи и приема и испытывают трудности в выявлении этих этапов на основе физических знаний. Анкетирование студентов, изучивших курсы общей физики, основы автоматики и вычислительной техники показало, что они затрудняются в объяснении физических принципов работы компьютера в целом и отдельных его блоков, необходимых для преобразования сигнала из аналогового в цифровой, кодирования его, преобразования принятого цифрового сигнала в аналоговый и т.д.
Отсюда следует, что необходимо разработать такую методику обучения студентов физическим основам работы компьютера, в результате которой они приобретут требуемую компетенцию.
Для подготовки учителя физики нами предлагается специальный пpaктикум «Физические основы передачи и обработки информации с применением компьютера», целью которого является выделение действий, необходимых для передачи информации в обобщенном виде и формирование их у студентов в процессе экспериментальной деятельности. Для этого на вводном занятии выявляются действия, лежащие в основе передачи информации с помощью персонального компьютера. Этапы преобразования информации при передаче ее в компьютере (либо из одного пункта в другой) будут очевидными, если сформулировать цель этой деятельности: получить неискаженную информацию, необходимую пользователю, которая имеет требуемые знаковую форму и материальный носитель.
Для этого сигнал, содержащий исходную информацию, должен быть преобразован в сигнал с определенными параметрами, удовлетворяющими требованиям неискажения информации. Другими словами необходим этап «преобразования полученного сигнала в сигнал с требуемыми параметрами».
Так как по каналам связи чаще всего информация передается в цифровой форме, то этому этапу предшествует этап «получения цифрового сигнала, имеющего определенные параметры». Он может быть получен путем преобразования аналогового сигнала в цифровой с параметрами необходимыми для передачи.
Аналоговый сигнал представляет собой переменный электрический ток хаpaктеризующийся частотой, амплитудой, мощностью и т.д., которые пропорциональны звуковому, механическому, световому и другим воздействиям. Поэтому необходим этап, на котором происходит преобразование явлений окружающего нас мира, представляющих собой информацию, в аналоговые сигналы, имеющие определенные параметры. Это возможно, если полезная информация, полученная от какого-либо источника (искусственный спутник Земли, наземные метеостанции, плавающий буй, музыка, речь и т.д.), имеет конкретную знаковую форму и определенный материальный носитель.
Особенностью вводного занятия является то, что студенты под руководством преподавателя самостоятельно выделяют эти этапы на основе понятий «информация», «знаковая форма информации», «материальный носитель информации», «аналоговый электрический сигнал», «цифровой электрический сигнал».
Далее организуется пpaктикум, который последовательно формирует у студентов выделенные действия в процессе выполнения специальной экспериментальной деятельности, представленной восемью лабораторными работами.
Название каждой лабораторной работы соответствует цели экспериментальной деятельности студентов, которой они должны овладеть в результате ее выполнения.
В данном спецкурсе предполагается выполнение следующих лабораторных работ:
|
1 лабораторная работа |
Преобразование передаваемой информации в аналоговый электрический сигнал |
|
2 лабораторная работа |
Преобразование аналогового электрического сигнала в цифровую форму. |
|
3 лабораторная работа |
Передача цифрового сигнала, содержащего передаваемую информации (на примере передачи информации по лазерному лучу) |
|
4 лабораторная работа |
Преобразование цифрового сигнала с помощью основных логических элементов И, ИЛИ, НЕ |
|
5 лабораторная работа |
Преобразование цифрового сигнала с помощью комбинационных схем для заданной логической функции |
|
6 лабораторная работа |
Преобразование цифрового сигнала с помощью сумматора, мультиплексора и демультиплексора, шифратора и дешифратора |
|
7 лабораторная работа |
Преобразование цифрового сигнала в аналоговый электрический сигнал |
|
8 лабораторная работа |
Получение информации в определенной знаковой форме, помещенной на каком-либо материальном носителе. |
Дадим краткую аннотацию перечисленных лабораторных работ.
Так как современный компьютер является электронной машиной использующей в своей работе электрические сигналы, то возникает необходимость перевести сигнал любой природы в электрический аналоговый сигнал. Реализация этого процесса изучается в ходе выполнения первой лабораторной работы спецкурса на примере преобразования акустического, оптического и теплового (изменение температуры) сигнала. В качестве преобразователей используются микрофон, фотодиод, термопара, терморезистор, а в качестве индикаторов - осциллограф и гальванометры демонстрационные (от вольтметра и амперметра).
На современном уровне развития средств коммуникации информация по каналам связи чаще всего передается в цифровой форме. Для преобразования аналогового (непрерывного) сигнала в цифровой необходимо выполнить три операции: дискретизация, квантование и кодирование. Названные выше процессы изучаются во второй лабораторной работе. Разработанная установка позволяет пронаблюдать, как происходит оцифровка сигнала, выяснить, как влияют на достоверность преобразований информации технические параметры аналого-цифрового преобразователя.
В ходе выполнения третьей лабораторной работы студенты изучают один из современных способов передачи информации - передача информации по оптическому (лазерному) лучу. Модуляция луча осуществляется двумя способами - по модуляции питания лазера и с использованием модулятора, изготовленного на основе монокристаллической пленки феррит-граната.
Четвертая лабораторная работа знакомит студентов со схемотехнической реализацией логических элементов И, ИЛИ, НЕ и с физическими принципами, лежащими в основе их работы.
В ходе выполнения пятой лабораторной работы показывается возможность схемотехнической реализации любой таблицы истинности, т.е. фактически любого комбинационного устройства.
В работе шесть изучаются отдельные функциональные узлы на основе логических элементов, из которых можно собрать любой более сложный блок.
В седьмой лабораторной работе осуществляется преобразование цифрового сигнала в аналоговый, а в восьмой с использованием электромеханических исполнительных устройств осуществляется получение информации в требуемой знаковой форме и на определенном материальном носителе.
Приведенный выше спецфизпpaктикум предлагается проводить со студентами четвертого, пятого курса специальностей 032200 «физика»; 032200.00 «физика с дополнительной специальностью» в рамках дисциплин и курсов по выбору учебного плана, где на данную дисциплину отводится 40 часов.
Статья в формате PDF
111 KB...
23 05 2026 23:35:36
После выхода в свет первого издания книги Дарвина “Происхождение видов путем естественного отбора” прошло 150 лет, но полной ясности в некоторых вопросах, которые вызвали затруднения еще у Дарвина, по-прежнему нет. В предлагаемой статье рассматривается, каким образом под давлением окружающей среды большая популяция, эволюционирующая градуально, превращается в малую группу, в соответствии с синтетической теорией эволюции. И каким образом «многообещающий уpoд» “сальтационистов”, порождение этой вымирающей популяции, совершив скачок и обзаведясь потомством, закладывает популяцию нового вида. Рассматриваются также природа «пульсаций» в теории ”пунктационного” равновесия и ряд других вопросов.
...
22 05 2026 18:12:35
Статья в формате PDF
103 KB...
21 05 2026 23:57:58
Статья в формате PDF
257 KB...
19 05 2026 18:55:12
Статья в формате PDF
115 KB...
18 05 2026 12:41:44
В статье даны пpaктические рекомендации для проектирования вибратора грохота, который по технологическим соображениям был переведён в режим работы с повышенной частотой вращения и уменьшенной амплитудой. Разработана динамическая схема грохота и предложен алгоритм решения дифференциального уравнения. Короб грохота рассматривался как одномассная система с элементами переменной жесткости опор короба, что позволило определить требуемую возмущающую силу вибратора и величину статического момента массы дeбaлансов при заданных кинематических параметрах. На основе полученных результатов разработана рациональная конструкция дeбaлансов.
...
17 05 2026 16:41:32
Статья в формате PDF
110 KB...
16 05 2026 6:51:30
Цель. Изучить показатели пероксидного статуса и вариабельность сердечного ритма у больных ишемической болезнью сердца с пароксизмальной формой фибрилляции предсердий. Материалы и методы. В исследование было включено 22 больных ишемической болезнью сердца с пароксизмальной формой фибрилляции предсердий. Контрольную группу составили 15 относительно здоровых человек. Нейровегетативный статус изучали методом кардиоинтервалометрии. Активность перекисного окисления липидов у пациентов оценивали по уровню фоновой концентрации малонового диальдегида в эритроцитах крови. Концентрацию малонового диальдегида определяли при поступлении на фоне фибрилляции предсердий, а также в первые сутки после восстановления синусового ритма параллельно с проведением кардиоинтервалометрии. Результаты. По сравнению с контрольной группой у больных с фибрилляцией предсердий в момент нарушения ритма имеет место повышение концентрации малонового диальдегида и некоторое ее снижение в первые сутки после восстановления. Данные кардиоинтервалометрии указывают на достоверное повышение активности симпатоадреналовой системы, снижение активности парасимпатической системы и повышение активности регуляторных систем организма в целом у больных ишемической болезнью сердца с фибрилляцией предсердий после восстановления синусового ритма. Заключение. Дальнейшее изучение исследуемых показателей и их фармакологическая регуляция позволят улучшить лечение и прогноз у данной категории больных.
...
13 05 2026 13:11:35
Статья в формате PDF
226 KB...
12 05 2026 10:10:21
Статья в формате PDF
234 KB...
11 05 2026 13:44:56
Статья в формате PDF
128 KB...
10 05 2026 20:17:59
Статья в формате PDF
267 KB...
09 05 2026 5:25:48
Статья в формате PDF
120 KB...
07 05 2026 21:43:58
Статья в формате PDF
95 KB...
06 05 2026 6:20:22
Статья в формате PDF
118 KB...
05 05 2026 6:42:30
Статья в формате PDF
104 KB...
04 05 2026 15:28:37
Статья в формате PDF
287 KB...
03 05 2026 4:26:59
Статья в формате PDF
98 KB...
02 05 2026 7:59:59
Статья в формате PDF
113 KB...
30 04 2026 21:47:26
Статья в формате PDF
125 KB...
29 04 2026 2:29:16
Статья в формате PDF
115 KB...
28 04 2026 4:52:40
Статья в формате PDF
97 KB...
27 04 2026 20:33:10
Статья в формате PDF
111 KB...
25 04 2026 15:10:18
Статья в формате PDF
110 KB...
24 04 2026 3:17:48
Статья в формате PDF
105 KB...
23 04 2026 19:21:21
Статья в формате PDF
262 KB...
22 04 2026 3:48:26
Проблема формирования здоровья детей в дошкольных образовательных учреждениях (ДОУ) остаётся актуальной до сих пор. На основе применения низкоинтенсивного лазерного излучения ( НИЛИ) были разработаны способы низкоинтенсивной лазерной реабилитации (НИЛР). В результате НИЛР детей достигались снижение показателей респираторной заболеваемости, экстренной медицинской помощи, госпитализации, временной утраты трудоспособности родителей. Рост среднего показателя здоровья и показателя динамичности здоровья отражали повышение уровня здоровья детей. НИЛР доступна, эффективна и безопасна.
...
21 04 2026 2:25:51
Статья в формате PDF
100 KB...
19 04 2026 20:19:30
Статья в формате PDF
114 KB...
18 04 2026 17:24:14
Статья в формате PDF
153 KB...
17 04 2026 18:13:45
Статья в формате PDF
120 KB...
15 04 2026 14:14:48
Применен метод дисперсионного анализа для изучения силы влияния различных комплексных природных факторов на изменчивость длины шишки ели сибирской, произрастающей в Уральской лесорастительной провинции. Показано, что наибольшее влияние на изменчивость длины шишки в этом районе имеют индивидуальные особенности деревьев, долгота местности и высота над уровнем моря.
...
14 04 2026 19:43:54
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
