Научный архив: статьи

В последние несколько десятилетий концепт «устойчивое развитие» находился в оптиках многих предметных областей знания. Однако ни одна из них так и не смогла предложить концептуально новую парадигму познания объектов и процессов устойчивого развития, что является вполне логичным, если учесть, что для выполнения такой задачи необходим особый уровень рефлексии, предполагающий существенное расширение категориального и понятийного аппарата. Философия устойчивого развития - это новое исследовательское направление, которое должно способствовать интеграции уже существующих предметных онтологий с целью создания более подвижной и гибкой познавательной структуры. В статье приводятся примеры устоявшегося понимания проектирования, а также рассматриваются его перспективные социетальные аспекты. Формируется гипотеза, позволяющая представить деятельность устойчивого развития в рамках социотехнической схемы, что позволяет задать в ней формируемые области знания, которые можно отнести к деятельности исследования и проектирования.

Статья посвящена проектированию расчётного модуля для проекта “BioSense”. Описываются расчёты на основе исходных данных различных статистических показателей: средние значения (суточные, годовые), максимумы, минимумы и стандартные отклонения. Особое внимание уделяется методам корреляционного анализа данных из нескольких датчиков, которые измеряют одинаковые параметры в одной локации. Проектирование данного модуля позволит автоматизировать реализацию запросов с анализом климатических данных.

В ходе исследования раскрыты базовые понятия, связанные с формированием универсальных учебных действий (УУД) у детей среднего звена. Разработана программа курса «Биология» за 8-й класс с элементами проектной деятельности. Осуществлена оценка эффективности проектной деятельности. Результаты опытно-экспериментальной работы показали рост уровня сформированности проектных умений у многих обучающихся.

ВЕБ-РАЗРАБОТКА, ПРОЕКТИРОВАНИЕ, ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ, ЦИФРОВИЗАЦИЯ, ЭТАПЫ, ПРОЕКТНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ, ОБРАЗОВАНИЕ, АНАЛИЗ, ВЕБ-САЙТ

В статье рассмотрена методология живых лабораторий как пространств открытого эксперимента в реальной городской среде, ко-торые позволяют разрабатывать и тестировать технологические и социальные инновации в город, способствуют развитию технолoгического предпринимательства и междисциплинарной коммуни-кации, а также укреплению эмоциональной связи с местом приложения усилий. Особенно эффективно применение методологии жи-вых лабораторий в городах, где движущей силой развития являются университеты, что формирует связь между фундаментальной наукой, прикладными исследованиями и их внедрением в реальную жизнь и социальную сферу. Создание живых лабораторий на территории университетских кампусов способствует раскрытию потенциала академического сообщества и формирует предпосылки для совместного поиска решений сложных общественно-значимых вопросов. Исследование представляет собой анализ опыта созда-ния и функционирования живых лабораторий в городе Томске, где в 2017 г. данная мировая практика впервые в России была адаптирована и применена для содействия городскому развитию. Сегодня в Томске действует Сеть живых лабораторий, включающая семь участков университетских кампусов, интегрированных в городскую среду с различным фокусом экспериментов. Раскрывается понятие живой лаборатории и её основные принципы. Описан полный цикл реализации экспериментов в условиях реальной городской среды, от ключевых предпосылок, этапов анализа, дизайна экспериментов и формирования команды до непосредственного внедрения инновационных решений на городской территории, новой парадигмы гибкого управления и методики измерения эффектов от реализации экспериментов. Кроме того, в статье приведено описание адаптированного подхода соучаствующего проектирования и методики вовлечения пользователей и заинтересованных сторон на всех этапах процесса: от выявления потребностей до внедрения и масштабирования новых решений. Также в статье содержатся примеры экспериментов, реализованных на территории живой лаборатории Томска. Данная статья позволяет сформировать представление о методологии живых лабораторий, опыте и эффектах её применения в городской среде на территории университетских кампусов.

Рассмотрен процесс проектирования транспортировочных тар при помощи вариационной параметризации, целью которого является уменьшение трудоемкости работы инженера-конструктора. Предложено решение, которое является средством унификации транспортировочной тары и позволяет повысить производительность труда проектировщика в 4 раза, освободив его от рутинной работы. Приведена информация о возможности использования предложенного решения для автоматизации складских помещений с использованием средств дополненной реальности за счет оснащения тары RFID-метками.

Рассмотрены процессы внутритиповой унификации транспортировочных тар с помощью методологии линейного программирования и создание склада на основе методов бережливого производства, целью которых является уменьшение до минимума необходимой номенклатуры тары и улучшение качества хранения и комплектации изделий. Предложено решение создать оптимальный ряд типоразмеров транспортировочной тары для заданной номенклатуры деталей. Габариты тары найдены при помощи оптимизации целевой функции с учётом ограничений.

Предлагается методика выбора рациональных параметров крупноразмерных беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) самолётного типа на начальных стадиях проектирования с использованием оптимизационного алгоритма дифференциальной эволюции и численного математического моделирования задач аэродинамики. Методика предполагает выполнение весового и аэродинамического баланса на основных режимах полёта, имеет возможность рассматривать БПЛА самолётного типа с одной или двумя несущими поверхностями, применять параллельные вычисления и автоматически генерировать трёхмерную геометрическую модель облика летательного аппарата по результатам оптимизации. Предлагается и демонстрируется способ ускорения более чем в три раза процесса решения задачи оптимизации параметров летательного аппарата по взлётной массе путём введения целевой функции в набор проектных переменных. Приводятся результаты оценки достоверности используемых математических моделей аэродинамики и корректности вычисления целевой функции с учётом различных ограничений. Комплексная проверка работоспособности и эффективности методики рассматривается на решении демонстрационных задач по оптимизации более десяти основных проектных параметров облика двух существующих беспилотных летательных аппаратов тяжёлого класса с известными из открытых источников характеристиками. Показаны примеры использования результатов оптимизации для модификации прототипов.

На этапе предварительного проектирования летательных аппаратов обычно приходится решать проблему недостаточности исходных данных для применения традиционных детерминированных моделей математического программирования. Актуальной является разработка алгоритмов, позволяющих повысить надёжность проектных решений в условиях эпистемической неопределённости, возникающей, когда к формированию исходных данных привлекаются эксперты. В работе рассматривается задача выбора аэродинамических характеристик и параметров двигателя маневренного самолёта в условиях неопределённости, связанной с неточностью экспертной информации. Предлагаются алгоритмы, в которых теория неопределённости применяется с моделями «чёрного ящика», реализующими методику оптимизационных расчётов из инженерной практики предварительного проектирования летательных аппаратов. Используя эти алгоритмы, эксперты получают возможность задавать неопределённые параметры, в которых недостаток знаний учитывается функциями распределения неопределённости. В случае монотонности целевых функций по неопределённым параметрам применение теории неопределённости позволяет при оптимизационных расчётах значительно сократить вычислительные затраты по сравнению с методом статистического моделирования. Приводятся результаты расчётных исследований разработанных алгоритмов. Для различных уровней уверенности получены Парето-фронты, позволяющие выбрать проектные решения, включающие значения аэродинамических характеристик и параметров двигателя маневренного самолёта.

Рассматривается пример практического использования методики многодисциплинарной оптимизации параметров облика летательных аппаратов самолётного типа в виде решения задачи модификации двух существующих летательных аппаратов с характеристиками, представленными в открытых источниках. Исследована сходимость задачи оптимизации. Приводятся результаты валидации математических моделей аэродинамики путём сравнения с экспериментом, проведена оценка достоверности вычисления целевой функции на примере решения прямой задачи расчёта взлётной массы и лётно-технических характеристик самолётов-прототипов и сравнения результатов с их реальными характеристиками. Предложена методика продольной балансировки летательных аппаратов самолётного типа с двумя несущими поверхностями при оптимизации параметров.

Рассмотрены вопросы организации и управления целеустремленной системой формирования производственной системы изготовления изделий. Функционирование такой системы возможно только при наличии информационных обратных связей. Предлагаемая структура таких связей позволяет в режиме последовательных итераций получить наилучшие результаты формирования производственной системы.

Рассматриваются проблемы исследования когнитивных, коммуникативных и регулятивных способностей с позиций деятельностного подхода (А. Н. Леонтьев, С. Л. Рубинштейн, Б. М. Теплов).

В соответствии с взглядами С. Л. Рубинштейна уточнено понятие деятельности как проектируемой, целенаправленной активности, подчеркнут социальный аспект освоения деятельности и ее отличия от реактивного и импульсивного поведения. Сопоставлены подходы Б. М. Теплова, А. Н. Леонтьева и С. Л. Рубинштейна к определению способностей, выявлены сходство и различия в их теоретических позициях.

Представлена ретроспектива исследований способностей в научной школе Б. М. Теплова, где, помимо познавательных, коммуникативных и предметно преобразующих, рассматриваются способности человека к саморегуляции своего поведения и действий.

Подчеркнута значимость современной модели М. К. Кабардова «Учитель - Метод - Ученик» для диагностики и развития способностей учащихся и педагогов в их взаимодействии, в рамках которой исследование общей способности к саморегуляции осуществляется преимущественно через изучение конкретных механизмов осознанной системы саморегуляции (О. А. Конопкин) и сформированности компонентов ценностного, рефлексивного, операционального, коммуникативного регуляторного опыта и «привычной активизации».

Раскрыты возможности развития регуляторного опыта и общей способности человека к саморегуляции и представлена методика, позволяющая провести диагностику сформированности регуляторного опыта учащихся и педагогов в профессиональном самоопределении.

Обращено внимание на присущую отечественной психологии ориентацию на необходимость формирования рефлексивного опыта на всех этапах развития и обучения человека.