Статья_Современные проблемы образования и науки

УДК 378.1
МЕТОД ТВОРЧЕСКИХ ПРОЕКТОВ В ОСВОЕНИИ ФИЗИЧЕСКИХ ОСНОВ
РАДИАЦИОННОГО КОНТРОЛЯ
Числов Н.Н.1
1
ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет»,
Томск, Россия (634050, г. Томск, проспект Ленина, 30), e-mail: bohr@tpu.ru
В статье кратко изложена суть и история возникновения метода проектов, ориентированного на
профессионально подготовленных студентов старших курсов и распространенного в виде учебной дисциплины
«Творческий проект» на студентов младших курсов, начинающих освоение общеобразовательных дисциплин и
не имеющих профессиональной подготовки.
Метод творческих проектов рассмотрен на примере творческого проекта по теме «Физические основы
радиационного контроля», и состоящего из трех этапов (этап-семестр), на которых изучаются вопросы физики
ионизирующих излучений, их взаимодействия с веществом, специфические особенности взаимодействия
разных видов излучений, единицы измерения ионизирующих излучений и контроля радиационной обстановки
окружающей среды. Поэтапное последовательное выполнение творческого проекта направлено на подготовку
студентов к освоению дисциплин профессионального цикла «Радиационные методы контроля» и
«Радиационный контроль и диагностика».
Ключевые слова: метод, проект, контроль, излучение, материал, взаимодействие, обстановка, доза,
облучение, прогноз, знания, фон, территория, этап, дисциплина.
CREATIVE PROJECT-BASED METHOD IN STUDYING BASIC PHYSICS OF RADIATION
MONITORING
Chislov N.N.1
1
National Research Tomsk Polytechnic University, Tomsk, Russia (634050, Tomsk, Lenin
Avenue, 30), e-mail: bohr@tpu.ru
The paper summarizes the nature and history of the project-based method which is aimed at professionally
trained senior students and distributed in the form of the academic discipline "Creative Project" to junior students who
begin to study general education subjects and have not received yet any professional training.
The creative project-based method is considered by the example of the creative project on the theme "Basic
Physics of Radiation Monitoring". This project consists of three stages (one stage – one term), at which physics of
ionizing radiations, interaction of them with a matter, specifics of interacting between different types of radiation,
measurement units of ionizing radiations, and radiation monitoring of the environment are studied. Stage-by-stage
implementation of the creative project is aimed at preparing students for studying the disciplines of the professional
cycle "Methods of Radiation Monitoring" and "Radiation Monitoring and Diagnostics".
Keywords: method, project, monitoring, radiation, material, interaction, radiation situation, dose, exposure to
radiation, forecast, knowledge, background, territory, stage, discipline.
Введение
В современных условиях становится актуальной потребность людей в способности
своевременной адаптации и мобильности в изменяющейся во времени профессиональной
среде.
Наиболее остро эти потребности свойственны молодым людям, находящимся на
начальном этапе своего профессионального развития и осуществляющим поиск своего места
в профессиональной сфере, так как только профессиональная деятельность позволит
удовлетворять материальные и духовные потребности, а так же получать стабильный
экономический доход.
Реализация этих потребностей в студенческой среде может и должна учитываться при
разработке соответствующих образовательных программ профессиональной подготовки,
которая складывается из:
-получения начальных общеобразовательных знаний;
-получения основных общетехнических знаний;
-их реализация применительно к профессиональной деятельности.
Материал исследования
Одним из методов освоения общетехнической подготовки является участие в разного
рода общественных мероприятиях и особенно проектах, что следует понимать как
профессиональную активность молодежи.
Метод проектов возник во второй половине XIX века в сельскохозяйственных школах
США, а затем был перенесен в общеобразовательную школу. Основной задачей каждого
проекта являлось вооружение учеников определенным инструментарием для решения
возникающих проблем, а также для поиска и исследований в жизненных ситуациях [5].
Метод проектов – это форма организации занятий предусматривающая комплексный
характер деятельности всех его участников по получению конкретного продукта (объекта,
процесса и др.) за определенный промежуток времени [1].
Метод проектов используется в случае возникновения в учебном процессе
необходимости какого-либо исследования или творческой задачи, для решения которой
требуются
интегрированные
знания
из
различных
областей
либо
применение
исследовательских методик.
В практике профессиональной подготовки в рамках реализации образовательных
программ метод проектов – это самостоятельная творческая коллективная работа студентов,
выполненная от идеи до реального воплощения.
При
выполнении
проектов
необходимо
использовать
не
только
изученный
теоретический материал конкретной дисциплины, но и сформировать компетенции в других
дисциплинах.
В отличие от рассмотренного общего понятия метода проектов, ориентированного на
профессионально подготовленных студентов в учебные планы вузов введена дисциплина
«Творческий проект» по различным направлениям техники, но ориентированная на
студентов младших курсов (со второго по четвертый семестр) с целью помощи в
профессиональной ориентации и подготовке к более глубокому освоению дисциплин
профессионального цикла.
Объектом нашего рассмотрения является творческий проект на тему «Физические
основы радиационного контроля».
Радиационный
контроль
имеет
два
направления:
во-первых,
неразрушающий
радиационный контроль качества материалов и изделий, во-вторых, контроль радиационной
обстановки на предприятии или какой-либо территории.
Радиационный контроль качества материалов и изделий основан на свойстве
ионизирующий излучений неодинаково проникать сквозь данный материал различной
толщины и сквозь различные материалы при одинаковой их толщине, а также вызывать ряд
ядерных реакций в контролируемых материалах [4]. Общая схема проведения радиационного
контроля включает в себя источник ионизирующего излучения, объект контроля и
преобразователь излучения (рис.1).
Рис.1 Схема проведения радиационного контроля:
1 – источник излучения; 2 – изделие; 3 – детектор; 4 – дефект
Контроль радиационной обстановки заключается в контроле за соблюдением норм
радиационной безопасности НРБ-99/2009 и санитарных правил работы с источниками
ионизирующего излучения и радиоактивными веществами ОСПОРБ-99/2010, в получении
информации о радиационной обстановке на предприятии и в окружающей среде в виде
значений мощности эквивалентной дозы внешнего облучения [2,3].
Так как в учебных планах младших курсов не предусмотрены такие дисциплины как
ядерная физика, взаимодействие излучений с веществом, дозиметрия и защита от
ионизирующих излучений, то основные понятия, законы, процессы студенты должны
получать дополнительно к дисциплинам учебных планов.
Работа по творческому проекту «Физические основы радиационного контроля»
рассчитана на три семестра (семестр–этап творческого проекта), что связано с большим
объемом информации, подлежащей усвоению, со спецификой организации и проведения
радиационного контроля и постоянным накоплением знаний по физике студентами.
Для эффективного выполнения творческого проекта во втором семестре формируется
группа из студентов интересующихся данным направлением науки и техники. Наиболее
оптимальный количественный состав группы – от 4 до 5 человек.
Первый этап посвящен радиационным методам неразрушающего контроля в плане
ознакомления с физикой ионизирующих излучений, а именно, со строением атома и ядра
атома, их основными характеристиками, получения четкого представления о процессах в
атоме и ядре, радиоактивности, всех видов распадов и процессов их сопровождающих. На
основе полученных знаний формируются представления о природе излучений разных видов
(альфа-излучение, бета-излучения, гамма-излучения, нейтронного излучения) и получении
радионуклидных источников перечисленных излучений. Кроме того, на этом этапе
рассматривается
получение
излучений
с
помощью
электрофизических
установок,
генерирующих ионизирующие излучения (линейные ускорители заряженных частиц,
циклотроны,
бетатроны,
микротроны)
и
общая
схема
радиационного
контроля.
Следовательно, выполнение первого этапа творческого проекта сводится к освоению первого
элемента общей схемы радиационного контроля – источника ионизирующего излучения.
Второй
этап
творческого
проекта
также
посвящен
радиационным
методам
неразрушающего контроля качества материалов и изделий, а именно, ознакомлению с
общими законами ослабления излучений в веществе в геометриях «узкого» и «широкого»
пучков; с процессами взаимодействия заряженных частиц, гамма-квантов и нейтронов с
веществом и сопутствующими этим процессам явлениям (испускание характеристического
излучения и электронов Оже, тормозного излучения, аннигиляционного излучения,
сопутствующего
гамма-излучения
радионуклидных
источников
нейтронов).
Итогом
выполнения данного этапа творческого проекта является определение специфических
особенностей взаимодействия с веществом различных видов излучений, которые определяют
круг задач, решаемых методами радиационного контроля материалов и изделий.
Итогом выполнения двух первых этапов творческого проекта «Физические основы
радиационного контроля» является прогноз, не имеющий четко ограниченного оформления,
и заключающийся в получении студентами начальных общетехнических знаний в области
ядерной физики, необходимых для дальнейшего обучения.
На третьем этапе студенты должны получить знания о единицах измерения
ионизирующих излучений (дозовых и интегральных потоковых), нормах радиационной
безопасности и освоить на практике работу с профессиональным дозиметром-радиометром
МКС–АТ6130. Итогом выполнения третьего этапа является измерение радиационного фона
на заданной территории.
Заключение
Таким образом, выполнение творческого проекта «Физические основы радиационного
контроля» является подготовительным этапом к глубокому теоретическому и практическому
освоению дисциплин «Радиационные методы контроля» и «Радиационный контроль и
диагностика» на старших курсах. Причем положительный эффект от выполнения данного
творческого проекта в плане подготовки студентов к инженерной деятельности достигается
при неизменном персональном составе группы на протяжении всех трех этапов выполнения
творческого проекта. Аналогичные выводы можно распространить на творческие проекты,
выполняемые по другим техническим дисциплинам.
Список литературы
1. Бавина П.А. Игровое проектирование и метод проектов//Интерактивные технологии в
обучении менеджменту: учебно-методическое пособие.– РГПУ им. А.И. Герцена/ под
ред. Панфиловой А.П.–СПб.2011–с.108-126.
2. СанПиН
2.6.1.2523-09.
Нормы
радиационной
безопасности
(НРБ-99/2009).
Утверждены постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 07
июля 2009 г №147.
3. СанПиН 2.6.1.2612-10. Основные санитарные правила обеспечения радиационной
безопасности
(ОСПОРБ-99/2010).
Утверждены
постановлением
Главного
государственного санитарного врача РФ от 26.04.2010 г №40.
4. Числов Н.Н., Числов Д.Н. Введение в радиационный контроль: учебное пособие –
Томск: Издательство Томского политехнического университета, 2014. – 199 с.
5. Kilpatric W.H. The Project Method//Teacher College Record.-1918.-№19.-P.319-334