ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СПЕЦФИЗПРАКТИКУМА ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ У СТУДЕНТОВ СИСТЕМЫ ЗНАНИЙ О ФИЗИЧЕСКИХ ОСНОВАХ ПЕРЕДАЧИ И ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ

Авторы
Файлы

Алыкова О.М. Статья в формате PDF 127 KB На современном этапе развития общества в компетенцию учителя физики, входит новое качество - он должен не только иметь представление о физических основах передачи, приема и обработки информации, но и уметь доступно объяснить учащимся физические основы работы устройств которые осуществляют эти процессы. Основным устройством достижения этих целей является персональный компьютер.

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.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЕКТИНА С ЦЕЛЬЮ УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА ХЛЕБА

Статья в формате PDF 245 KB...

02 05 2024 11:58:56

ВЫВОД УРАВНЕНИЙ МАКСВЕЛЛА ИЗ ФУНКЦИИ СОСТОЯНИЯ. ЗАРЯДОВАЯ ФУНКЦИЯ СОСТОЯНИЯ И ЕЁ СВЯЗЬ С ЗАКОНОМ СОХРАНЕНИЯ ЗАРЯДА

На основе введённых функций состояния для электромагнитного поля и зарядовой функции состояния для частиц выведена полная система уравнений Максвелла для электродинамики. Показано, что закон сохранения зарядов есть следствие существования этой функции. Показано также, что в вакууме электромагнитное поле отсутствует, что подтверждает справедливость теории дальнодействия. ...

01 05 2024 15:25:52

НАША НОВАЯ ШКОЛА: К РЕАЛИЗАЦИИ МОДЕЛИ-2020 (справочное пособие)

Статья в формате PDF 139 KB...

30 04 2024 15:10:51

НОВОЕ БИОЛОГИЧЕСКИ ЦЕННОЕ СЫРЬЕ ДЛЯХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Статья в формате PDF 104 KB...

29 04 2024 11:55:33

ПРИМЕНЕНИЕ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ КАК ОСНОВНОЙ ЭЛЕМЕНТ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР

Статья в формате PDF 138 KB...

28 04 2024 4:50:53

ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ ПОНЯТИЙ НАЛОГОВОГО И ФИНАНСОВОГО ПОТЕНЦИАЛА РЕГИОНА

Статья в формате PDF 118 KB...

27 04 2024 13:52:39

ВЕГЕТО-СОСУДИСТАЯ ДИСТОНИЯ У ДЕТЕЙ С ЗОБНОЙ БОЛЕЗНЬЮ НА СЕВЕРО-ВОСТОКЕ РОССИИ

Статья в формате PDF 119 KB...

26 04 2024 1:26:19

СИНТЕЗ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИОННЫХ ЖИДКОСТЕЙ ОБЛАДАЮЩИХ ПАРАМАГНИТНЫМИ СВОЙСТВАМИ НА ОСНОВЕ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ СОЛЕЙ ПИРИДИНИЯ

Статья в формате PDF 94 KB...

25 04 2024 16:32:11

МОЛОДЁЖНЫЙ ЭКСТРЕМИЗМ

Статья в формате PDF 251 KB...

24 04 2024 3:13:29

СОЦИАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ, СВЯЗАННЫЕ С ВИЧ-ИНФЕКЦИЕЙ

Статья в формате PDF 112 KB...

23 04 2024 16:48:59

АКТИВНОСТЬ КИШЕЧНЫХ ФЕРМЕНТОВ В ФАЗУ РЕМИССИИ ЯЗВЕННОЙ БОЛЕЗНИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВИДА ПРОВЕДЕННОЙ ТЕРАПИИ, ДЛИТЕЛЬНОСТИ ЗАБОЛЕВАНИЯ, ОСОБЕННОСТЕЙ КЛИНИЧЕСКОЙ КАРТИНЫ И ПОЛА ПАЦИЕНТОВ

Статья в формате PDF 119 KB...

22 04 2024 19:16:51

ФОРМИРОВАНИЕ ТЕХНОЦЕНОЗА НА ОСНОВЕ ЗОЛОТОЙ ПРОПОРЦИИ

Статья в формате PDF 204 KB...

21 04 2024 15:34:15

КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В МЕДИЦИНЕ И КОСМЕТОЛОГИИ

Статья в формате PDF 250 KB...

20 04 2024 7:41:57

ВЛИЯНИЕ СОЧЕТАНИЯ ФИТОГОРМОНОВ И ВИТАМИНОВ НА РОСТ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ХЛОПЧАТНИКА В УСЛОВИЯХ ВОЛГО-АХТУБИНСКОЙ ПОЙМЫ АСТРАХАНСКОЙ ОБЛАСТИ

Установлено, что предпосевное замачивание семян и опрыскивание вегетирующих растений хлопчатника (Gossipium hirsutum L.) растворами сочетаний фитогормонов кинетина (КН) и гибберелловой кислоты (ГК) и совместно с витаминами никотиновой кислотой (НК) и пантотеновой кислотой (ПК) эффективно стимулирует полевую всхожесть семян, рост стeбля и образование побегов, среднюю площадь листа и общую фотосинтетическую листовую поверхность, улучшение водного режима. Также отмечено увеличение числа коробочек, длины волокна и выхода волокна с растения от 34,6 до 60,4 %. Наиболее эффективно предпосевное замачивание семян сочетанием фитогормонов совместно с витаминами. ...

19 04 2024 12:29:39

НООСФЕРНОЕ МИРОВОЗЗРЕНИЕ И ПРОБЛЕМА ГЛОБАЛЬНОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО КРИЗИСА

Статья в формате PDF 326 KB...

18 04 2024 12:14:31

ЛИЦЕЙСКИЕ КЛАССЫ, КАК НОВАЯ МОДЕЛЬ НЕПРЕРЫВНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Статья в формате PDF 96 KB...

17 04 2024 2:38:49

СИНТЕЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ПОЛИГИДРОКСИЭФИРОВ

Статья в формате PDF 138 KB...

16 04 2024 17:19:52

ИНФОРМАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЖИДКОСТИ

Статья в формате PDF 111 KB...

15 04 2024 15:57:46

СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ СПЕКТРА ПСИХОТРОПНОЙ АКТИВНОСТИ ИМИДАЗОЛЬНЫХ ПРОИЗВОДНЫХ ГАМК И ГЛУТАМИНОВОЙ КИСЛОТЫ

Статья в формате PDF 132 KB...

14 04 2024 14:12:41

Организация рационального питания железнодорожников, требования к ассортименту продуктов

На основании изучения особенностей трудовой деятельности железнодорожников, учитывая современные принципы оптимального питания, были сформулированы основные требования к ассортименту продуктов лечебно-профилактического питания работников железнодорожных профессий. Даны рекомендации по организации рационального питания. Изучены требования к ассортименту при приготовлении мяса, мясопродуктов, птицы, рыбы, а так же молочных продуктов, круп мучных изделий, хлеба, овощей и фруктов. Представлена информация по пищевой ценности овощей и фруктов и классификация жиров. ...

13 04 2024 9:13:55

РЕГУЛЯЦИЯ ПРОЛИФЕРАЦИИ КЛЕТОК С ПОМОЩЬЮ ХОРИОНИЧЕСКОГО ГОНАДОТРОПИНА ЧЕЛОВЕКА

Статья в формате PDF 122 KB...

12 04 2024 1:50:24

Статистические закономерности хронологии космонавтики

В статье описана и исследована методами математической статистики хронологическая аномалия космонавтики. Обоснован биномиальный закон распределения числа хронологических совпадений. Показано, что вероятность случайного появления рассматриваемых совпадений весьма мала. Метод исследования, применяемый в работе, преимущественно основан на статистическом анализе хронологии при помощи параметризации дат событий и проверки соответствующего критериального свойства. Используются параметры: условные номера дней с начала летоисчисления N, с начала года n и год Г. Основными информативными параметрами являются интервалы времени между событиями.Обоснован биномиальный закон распределения числа хронологических совпадений. Показано, что вероятность случайного появления рассматриваемых совпадений весьма мала. ...

11 04 2024 22:13:46

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА ИОННОЙ ХРОМАТОГРАФИИ (ИХ) ДЛЯ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ЗАГРЯЗНЕННЫХ ВОД

В статье представлены результаты микробиологического исследования сточных вод на различных этапах очистки. Применен метод ионной хроматографии (ИХ) как экспресс- метод детекции патогенов. В результате исследования выявлено наличие патогенов, таких как Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Proteus mirabilis, Klebsiella pneumonia после механической очистки. Результаты исследования полагают необходимость совершенствования методов очистки сточных вод, используемых в различных целях. ...

10 04 2024 17:36:30

ОСОБЕННОСТИ ХОНДРОЦИТОВ СУСТАВНОГО ХРЯЩА ПРИ ГОНАРТРОЗЕ

Статья в формате PDF 194 KB...

09 04 2024 0:55:44

ПРОТЕСТНОЕ ПОВЕДЕНИЕ КАК ИНТЕГРАЛЬНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ КРИЗИСА ЛИЧНОСТИ В ПОДРОСТКОВОМ ПЕРИОДЕ

Статья в формате PDF 103 KB...

08 04 2024 3:11:43

ОЦЕНКА ДОЛГОВЕЧНОСТИ ВАЛКОВ ТОНКОЛИСТОВЫХ СТАНОВ ПО КРИТЕРИЮ ПРЕДЕЛЬНОГО КОНТАКТНО-УСТАЛОСТНОГО ПОВРЕЖДЕНИЯ

Статья в формате PDF 240 KB...

07 04 2024 8:15:26

СЕМЕЙНО-СОЦИАЛЬНЫЕ УСЛОВИЯ РАЗВИТИЯ ГИПЕРАКТИВНОСТИ

Представлены результаты собственных исследований, которые проводились методом добровольного сплошного анкетирования в 9 областных и районных центрах Российской федерации. В качестве исследуемых явлений были оценены: наличие синдрома дефицита внимания с гипеpaктивностью (СДВГ) и социальные факторы, участвующие в механизмах СДВГ. Установлена значимость последних в формировании и инициации данного заболевания, изучена их структура, также оценен вклад социально-психологического окружения. ...