Виртуальная лаборатория изучения процессов горения и взрыва в подготовке инженеров гражданской безопасности

Abstract

RU: Цель. Раскрыть роль и значение применения виртуальной учебной лабораторий VL-MCE 1.0 «Моделирование распространения ударной воздушной волны в ударной трубе» в изучении дисциплин из цикла промышленной безопасности и охраны труда для студентов направления подготовки «Гражданская защита». Качественная оценка повышения эффективности подготовки бакалавров и магистров при использовании виртуальных лабораторий. Методика. Анализ и обобщение теоретических исследований в области совершенствования учебного процесса, в частности методов формирования профессиональных знаний в лаборатоно-практическом курсе, численное моделирование газодинамического процесса детонационного горения газовоздушной смеси, включая модель химической кинетики горения, что в целом позволяет проследить динамику формирования ударных воздушных волн в условиях каналов протяженных сооружений. Результаты исследования. Особое значение для развития и обеспечения конкурентоспособности выпускников специальности «Гражданская защита» приобретает подготовка специалистов соответствующего уровня и квалификации, владеющих разнообразным инструментарием и способных принимать грамотные и обоснованные решения в области промышленной безопасности. Для изучения процесса горения и взрыва газовоздушной среды, а также формирования и распространения ударных воздушных волн в каналах протяженных сооружений разработана интерактивная программа VL-MCE 1.0 – виртуальная лаборатория моделирования горения и взрыва. В статье раскрыта роль и значение применения виртуальной лабораторий в изучении дисциплин из цикла промышленной безопасности и охраны труда. Дидактическая составляющая использования VL-MCE 1.0 состоит в непосредственной оценке студентом параметров рассматриваемых процессов в зависимости от начальных условий, это позволяет сформировать проектировочные функции в деятельности специалиста гражданской защиты, а также знания на уровне ПС (продуктивно-синтетические) и выработать знаково-умственные и знаково-практические профессиональные умения на уровне С (самостоятельно). Научная новизна. Определено значение, место и форма применения виртуальной учебной лабораторий VL-MCE 1.0 «Моделирование распространения ударной воздушной волны в ударной трубе» в лаборатоно-практическом курсе дисциплин из цикла промышленной безопасности и охраны труда для формирования более высокого уровня профессиональных знаний и умений. Показана дидактическая наглядность в визуализации быстропротекающих процессов, позволяющая во временных развертках детально оценить соотношение и динамику изменения параметров взрывных процессов. Практическая значимость. Разработанная компьютерная программа позволяет существенно снизить затраты на проведения лабораторных занятий и содержания лабораторной базы при этом не снижая уровня формирования профессиональных умений и навыков.

UK: Мета. Розкрити роль і значення застосування віртуальної навчальної лабораторії VL-MCE 1.0 «Моделювання поширення ударної повітряної хвилі в ударній трубі» у вивченні дисциплін з циклу промислової безпеки та охорони праці для студентів напряму підготовки «Цивільний захист». Якісна оцінка підвищення ефективності підготовки бакалаврів і магістрів при використанні віртуальних лабораторій. Методика. Аналіз і узагальнення теоретичних досліджень в області вдосконалення навчального процесу, зокрема методів формування професійних знань в лаборатоно-практичному курсі, чисельне моделювання газодинамічного процесу детонаційного горіння газоповітряної суміші, включаючи модель хімічної кінетики горіння, що в цілому дозволяє простежити динаміку формування ударних повітряних хвиль в умовах каналів протяжних споруд. Результати дослідження. Особливе значення для розвитку і забезпечення конкурентоспроможності випускників спеціальності «Цивільний захист» набуває підготовка фахівців відповідного рівня і кваліфікації, які володіють різноманітним інструментарієм і здатних приймати грамотні і обгрунтовані рішення в області промислової безпеки. Для вивчення процесу горіння і вибуху газоповітряної середовища, а також формування і поширення ударних повітряних хвиль в каналах протяжних споруд розроблена інтерактивна програма VL-MCE 1.0 – віртуальна лабораторія моделювання горіння і вибуху. У статті розкрито роль і значення застосування віртуальної лабораторій у вивченні дисциплін з циклу промислової безпеки та охорони праці. Дидактична складова використання VL-MCE 1.0 складається в безпосередній оцінці студентом параметрів розглянутих процесів в залежності від початкових умов, це дозволяє сформувати проектувальні функції в діяльності фахівця цивільного захисту, а також знання на рівні ПС (продуктивно-синтетичні) і виробити знаково-розумові і знаково-практичні професійні вміння на рівні С (самостійно). Наукова новизна. Визначено значення, місце і форма застосування віртуальної навчальної лабораторії VL-MCE 1.0 «Моделювання поширення ударної повітряної хвилі в ударній трубі» в лаборатоних-практичному курсі дисциплін з циклу промислової безпеки та охорони праці для формування більш високого рівня професійних знань і умінь. Показана дидактична наочність в візуалізації швидкоплинних процесів, що дозволяє в часових розгортках детально оцінити співвідношення і динаміку зміни параметрів вибухових процесів. Практична значимість. Розроблена комп'ютерна програма дозволяє істотно знизити витрати на проведення лабораторних занять і утримання лабораторної бази при цьому не знижуючи рівня формування професійних умінь і навичок.

EN: Purpose. To explain the role and importance of the use of virtual educational laboratories VL-MCE 1.0 "Simulation of the propagation of a shock air wave in a shock tube" in the study of disciplines from the cycle of industrial safety and labor protection for students in the field of study "Civil protection". Qualitative assessment of improving the efficiency of training bachelors and masters using virtual laboratories. Research methods. Analysis and synthesis of theoretical studies in the field of improving the educational process, in particular the methods of forming professional knowledge in the laboratory-practical course, numerical simulation of the gas-dynamic process of detonation combustion of the gas-air mixture, including the model of chemical kinetics of combustion, which generally allows to track the dynamics of the formation of air shock waves in a channels of extended structures. Results. Of particular importance for the development and maintenance of competitiveness of graduates of the specialty "Civil Protection" is the training of specialists of the appropriate level and qualification, possessing a variety of tools and able to make competent and informed decisions in the field of industrial safety. To study the process of combustion and explosion of the gas-air environment, as well as the formation and propagation of shock air waves in the channels of extended structures, an interactive program VL-MCE 1.0, a virtual laboratory for simulation of combustion and explosion, was developed. The role and importance of the use of virtual laboratories in the study of disciplines from the cycle of industrial safety and labor protection is analyzed in the article. The didactic component of the use of VL-MCE 1.0 consists in the direct assessment by the student of the parameters of the processes under consideration, depending on the initial conditions, this allows you to create design functions in the activities of a civil protection specialist, as well as knowledge at the PS level (productive-synthetic) and develop sign-mental and symbolic -practical professional skills at the C level (independently). Scientific novelty. The meaning, place and form of application of virtual educational laboratories VL-MCE 1.0 “Modeling the propagation of a shock air wave in a shock tube” are determined in the laboratory-practical course of disciplines from the cycle of industrial safety and labor protection for the formation of a higher level of professional knowledge and skills. A didactic clarity in the visualization of fast processes is shown, which allows in time scans to evaluate in detail the relationship and dynamics of changes in the parameters of explosive processes. Practical value. The developed computer program can significantly reduce the cost of conducting laboratory classes and maintaining the laboratory base without reducing the level of development of professional skills.