Адрес: г. Рязань, ул. Свободы, 46, ауд. 25, 92

Телефон: +7 (4912) 28-05-28; 28-05-86

График работы кафедры:

  • пн-пт:  7:30 – 15.00; 12.00 – 12.30 – обеденный перерыв
  • сб: 7.30 – 13.00; 10.30 – 11.00 – перерыв
  • вс — выходной

Кафедра общей и теоретической физики и методики преподавания – ровесница факультета. До 1938 года кафедрой руководил Н.И. Грачев. С 1939 г. по 1973 г. (исключая военные годы) ее возглавлял доцент Э.А. Корзун. В 1975 г. кафедра физики была разделена на кафедру общей физики и кафедру теоретической физики и астрономии. Кафедру общей физики возглавил известный специалист по методике преподавания физики профессор В.П. Орехов. Руководство кафедрой теоретической физики было возложено на профессора В.И. Курышева – организатора станции наблюдения искусственных спутников Земли при РГПИ. В 2001 г. кафедры общей и теоретической физики были объединены в одну – кафедру общей и теоретической физики и методики преподавания физики.

Руководит кафедрой В.А. Степанов, доктор физико-математических наук, профессор, автор более 400 научных работ и 40 авторских свидетельств и патентов, включая патенты США и Англии. Активный разработчик первых газоразрядных лазеров. Основатель научной школы в городе Рязани (активно участвовал и подготовил 63 кандидата и 16 докторов наук).

Степанов В.А. – с 1994 г. заслуженный деятель науки и техники РФ, с 2000 г. «Почетный работник высшего образования Российской Федерации», с 2005 г.Почетный профессор Рязанского государственного университета имени С.А. Есенина, Соросовский профессор, академик Международной академии энергоинформационных наук и академии «Регистр национального интеллекта», лауреат Серебряной медали им. академика В.Ф. Уткина, награжден медалью «Ветеран труда», юбилейной медалью «70 лет Рязанской области», Знаком отличия «Знак великого князя Олега Рязанского».

Степанов В.А. – член комиссии по физике УМО по педагогическому образованию Минобрнауки РФ, член диссертационных советов.

Профессорско-преподавательский состав

В настоящее время на кафедре работают 25 штатных преподавателей, в том числе 7 профессоров и докторов наук, 18 доцентов и кандидатов наук.

i

  • Степанов В.А. — д.ф.-м.н, профессор, заслуженный деятель науки и техники. Высшее образование. Окончил в 1960 г. ЛГУ. Квалификация — физик. Специальность — физика
  • Коненков Н.В. — д.ф.-м.н., профессор, член совета Всероссийского масс-спектрометрического общества. Высшее образование. Окончил в 1975 г. МФТИ. Квалификация — инженер-физик. Специальность — системы автоматического управления
  • Моос Е.Н. — д. т. н., профессор. Высшее образование. Окончил в 1971 г. РРТИ. Квалификация — инженер электронной техники. Специальность — полупроводники и диэлектрики
  • Кирьяков Б.С. — д.п.н., профессор. Высшее образование. Окончил в 1967 г. РГПИ. Квалификация — учитель физики с преподаванием на английском языке. Специальность — физика с преподаванием на английском языке
  • Красников А.С. — д.т.н., профессор. Высшее образование. Окончил в 1966 г. МГПИ. Квалификация — учитель физики и астрономии. Специальность — физика и астрономия
  • Ельцов А.В. — д.п.н., профессор. Высшее образование. Окончил в 1986 г. РГПИ. Квалификация — учитель математики и физики. Специальность — математика и физика
  • Демкин В.Н. — д. т. н., профессор. Высшее образование. Окончил в 1974 г. РРТИ. Квалификация — инженер-электроник. Специальность — автоматика и телемеханика
  • Морин Д.В. — к.ф.-м.н., доцент. Высшее образование. Окончил в 1964 г. Томский ГПИ. Квалификация — учитель физики. Специальность — физика
  • Корольков А.Н. — к.т.н., доцент. Высшее образование. Окончил в 1972 г. РРТИ. Квалификация — инженер электронной техники. Специальность — электронные приборы
  • Смыслова Е.П. — к.ф.-м.н., доцент. Высшее образование. Окончила в 1972 г. РГПИ. Квалификация — учитель физики. Специальность – физика
  • Ермаков Н.И. —доцент. Высшее образование. Окончил в 1967 г. РГПИ. Квалификация — учитель физики с преподаванием на английском языке. Специальность — физика с преподаванием на английском языке
  • Афанасова М.М. — к.ф.-м.н., доцент. Высшее образование. Окончила в 2001 г. РГПУ. Квалификация — учитель физики. Специальность — физика
  • Панкратова Л.И. — к.п.н., доцент. Высшее образование. Окончила в 1987 г. КГПИ. Квалификация — учитель черчения и изобразительного искусства. Специальность — черчение и изобразительное искусство
  • Махмудов М.Н. — к.ф.-м.н., доцент. Высшее образование. Окончил в 1999 г. РГРА. Квалификация — инженер электронной техники. Специальность — промышленная электроника
  • Федорова Н.Б. — к.п.н., доцент. Высшее образование. Окончила в 1990 г. РГПИ. Квалификация — учитель физики и математики. Специальность — физика и математика
  • Ильдяев И.А. — к.п.н., доцент. Высшее образование. Окончил в 1969 г. РГПИ. Квалификация — учитель физики и немецкого языка. Специальность — физика на немецком языке
  • Горбунова Ю.Н. — к.ф.-м.н., доцент. Высшее образование. Окончила в 2000 г. РГПУ. Квалификация — учитель физики. Специальность – физика
  • Бистерфельд О.А. — к.т.н., доцент. Высшее образование. Окончила в 1994 г. РРТИ. Квалификация — инженер-системотехник. Специальность — автоматизированные системы обработки информации и управления
  • Воронов В.А. — доцент. Высшее образование. Окончил в 1973 г. РГПИ. Квалификация — учитель биологии и химии. Специальность — биология и химия
  • Мелехин Г.В. — к.ф.-м.н., доцент. Высшее образование. Окончил в 1963 г. Лен.ГУ. Квалификация — физик. Специальность — физика
  • Паклин Н.Б. — к.т.н., доцент. Высшее образование. Окончил в 2002 г. Ижев.гос.тех.ун. Квалификация — инженер. Специальность — информационные системы и технологии
  • Трегулов В. В. — к.т.н., доцент. Высшее образование. Окончил в 1993 г. РРТИ. Квалификация — инженер электронной техники. Специальность — микроэлектроника и полупроводниковые приборы
  • Шуйцев А.М. — к.п.н., доцент. Высшее образование. Окончил в 2005 г. РГПУ. Квалификация — учитель физики. Специальность — физика
  • Овчинникова Е.В. — к.т.н., доцент. Высшее образование. Окончила в 1987 г. РРТИ. Квалификация — инженер-конструктор-технолог. Специальность — конструирование и производство электронно-вычислительной аппаратуры
  • Кузнецова О.В. — к.п.н., доцент. Высшее образование. Окончила в 2009 г. РГУ им. С.А.Есенина. Квалификация — учитель физики и английского языка. Специальность — физика с дополнительной специальностью. Окончила в 2011 г. РГУ им. С.А. Есенина. Квалификация — менеджер. Специальность — управление персоналом

Инженерно-вспомогательный состав

  • Калмыкова В.Н. – зав. лабораториями
  • Переходова Н.К. – инженер-электроник
  • Дудник Е.В. – инженер-электроник
  • Савушкин О.В. — инженер-электроник
  • Коржавчиков М.А. – инженер-электроник
  • Старых Л.К. – инженер-электроник
  • Cкопцова Г.Н. — инженер-электроник

Научные исследования

Научные исследования на кафедре всегда велись как по отдельным отраслям физики и астрономии, так и по методике их преподавания.

Одно из научных направлений связано с именем доктора технических наук, профессора В.И. Курышева и с организацией (1957 г.) при РГПИ астрономической обсерватории и станции наблюдения искусственных спутников Земли. Основное направление исследований оптической станции и обсерватории заключалось в обнаружении, наблюдении и распознавании искусственных космических объектов оптическими и численными методами. Всего за период существования станции (с 1957 г. по 1996 г.) ее сотрудниками опубликовано свыше 400 научных работ. Одним из результатов этой работы явилась подготовка докторской (В.И. Курышев) и нескольких кандидатских диссертаций.

В последние годы исследования по астрономии ведутся в университете по изучению космического мусора в околоземном пространстве и по разработке системного подхода при изучении астрономии в школе и вузе (доценты Гусев Е.Б., Муртазов А.К.).

Основные публикации

  • В.И. Курышев. Курс астрономических наблюдений космических объектов. – М.: Воениздат, 1965.
  • В.И. Курышев. Оптические наблюдения космических объектов. – М.: Воениздат, 1975.
  • А.К. Муртазов. Околоземное космическое пространство и проблемы охраны окружающей среды. // Монография. РГПУ, Рязань, 2001 – 145 с.

Традиционным направлением научно-исследовательской работы кафедры является физика твердого тела. Исследованиями текстуры ферромагнетиков занимался один из основателей кафедры доцент Э.А. Корзун. С 70-х годов на кафедре начинает развиваться новое направление – рентгеноструктурное исследование свойств новых материалов (профессор А.С. Красников, доценты Н.И. Ермаков, Ю.И. Глушков, М.Д. Красникова, Е.Ф. Смыслов, Е.П. Смыслова). Опубликовано свыше 200 работ, защищены 1 докторская (А.С. Красников) и 3 кандидатских диссертации.

Основные публикации

  1. А.С. Красников, А.И. Бережной. Образование центров окраски стеклокристаллических материалов и керамики при радиационном воздействии. // Новые технологии. – М., 2000. – с. 48-51.
  2. Е.Ф. Смыслов, Е.П. Смыслова. Рентгеновский метод определения логарифмически нормального распределения наночастиц по размерам.// Поверхность. Рентгеновские синхротронные и нейтронные исследования. 2002. № 8.
  3. А.С. Красников, Л.И. Миркин. Метод определения количественного состава фаз в стеклокристаллических материалах. // Стекло и керамика. 2004. № 6. – С. 10-13.
  4. А.С. Красников, Л.И. Миркин. Аморфизация структуры и образование трещин в алюмооксидной керамике в зоне действия лазера. // Наука и технология в России. 2008. № 1 (87) – С. 17-21.

Исследования по физике твердого тела с 90-х годов продолжены по направлению наноэлектроника и эмиссионная электроника (доктор физико-математических наук, профессор Кадушкин В.И., доктор технических наук, профессор Моос Е.Н., доктор физико-математических наук, профессор Степанов В.А., кандидаты физико-математических наук Горбунова Ю.Н., Афанасова М.М.). Опубликовано свыше 100 работ, защищено 6 кандидатских диссертаций.

В течение восьми лет с 2008 по 2015 год в рамках тематического плана НИР Федерального агентства по образованию РФ на кафедре ведутся НИР по: исследованию физических свойств композитных сильнолегированных с двумерным вырожденным газом наногетероструктур на основе InAs/AlSb; исследованию механизмов стабилизации оптических и электрофизических характеристик гетероструктур, содержащих пористые полупроводники.

Из новых научных результатов можно выделить следующие:

Развиты модельные представления о резонансном характере воздействия магнитного поля на межподзонную электрон-электронную релаксацию при большой концентрации носителей тока в гетеропереходе в условиях сильного вырождения электронного газа; разработаны подходы к объяснению магнитотемпературных аномалий одночастичного времени релаксации электронов в сильнолегированных наноструктурах n-AlGaAs(Si)/GaAs.

Продемонстрирована впервые возможность увеличения подвижности носителей тока без изменения их концентрации в сильнолегированных наноструктурах n-AlGaAs(Si)/GaAs при подавлении межподзонного электрон-электронного рассеяния за счет выбора диапазонов магнитных полей и температур, либо путем изменения слоевого состава наноструктуры (Ю.Н. Горбунова, В.И. Кадушкин).

Предложен комплексный алгоритм обработки экспериментальных зависимостей осцилляций поперечного магнитосопротивления (сортировка осцилляций, независимое применение графического метода и метода Фурье-анализа), позволяющий получать новую информацию о процессах низкотемпературного магнитотранспорта (определять параметры электронного газа из сложных осцилляционных (Ю.Н. Горбунова,
В.И. Кадушкин
, А.Б. Дюбуа, М.М. Афанасова).

Обнаружено впервые явление сильной амплитудно-частотной модуляции осцилляций поперечного магнитосопротивления в гетеросистеме AlSb(dTe)/InAs/AlSb(dTe). На основе анализа времени релаксации электронов установлена определяющая роль межподзонного e–e взаимодействия, отражающего конкуренцию механизмов внутри и межподзонной релаксации импульса, в формировании уширения уровней Ландау для структур AlSb(d-Te)/InAs/AlSb(d-Te) в диапазоне температур Т=4,2¸28,6К.

Показано впервые, что резонансное межподзонное взаимодействие электронов приводит к осциллирующей зависимости амплитуды поперечного магнитосопротивления в обратном магнитном поле и появлению участков с отрицательной температурой Дингла; в легированной гетероструктуре InAs/AlSb (ns=(0,6¸4,2)×1012см-2) эффективными рассеивающими центрами электронов проводимости являются ионы примеси Те+ на большие углы, а на малые углы – неоднородности границы раздела (М.М. Афанасова, В.А. Степанов).

Предложены методика и модель расчета времени релаксации электронных носителей при электронных взаимодействиях с учетом стохастических автоколебаний в InAs/AlSb наноструктурах. Определены условия и механизмы, обеспечивающие низкие времена релаксации носителей в системе InAs/AlSb. Практическая значимость определяется перспективностью исследованных в работе легированных гетероструктур с 2D электронным газом в качестве основы для быстродействующих приборов среднего инфракрасного диапазона (квантово-каскадные лазеры, транзистор) и приборов спинтроники. Важным с этой точки зрения является полученное впервые квантовое время релаксации электронов, которое составляет ~ 10-14с. В области магнитных полей, где наблюдается спиновое расщепление подуровней Ландау, электроны характеризуются временем релаксации ~ 10-15с., что делает возможным использование данной структуры в качестве основы квантово-каскадных лазеров (М.М. Афанасова, В.А. Степанов).

Комплексом методов дифракции медленных электронов (ДМЭ) и электрон­ной Оже-спектроскопии (ЭОС) исследованы трансформации поверхностных структур квантовых точек систем Ge/Si при эпитаксиальном росте, и показана возможность целенаправленного /контроля и управления процессом формирования светоизлучающих структур подобных нанообъектов (Е.Н. Моос, А.И. Руденко).

Изучение комплексом ДМЭ и ЭОС слоистых структур графита, полу­чаемых способом микрорасслаивания, позволило выявить ранее неизвестные полиморфные модификации, которые являются промежуточными между состоянием графена и микрофрагментным графитом. Эти промежуточные состояния следует отнести к новому классу мезоскопических фуллереноподобных структур (чередование граней сим­метрии 6 и 5 порядков). Обнаружение такого рода структур может лечь в ос­нову инженерных решений нового класса приборов высокочастотной элек­троники, фотоники и других направлений применения. Представленные графитовые кристаллиты могут послу­жить модельными нанообъектами более сложных композиционных материа­лов с учетом тенденции нанотехнологического развития. (Е.Н. Моос, А.И. Руденко).

Известны трудности диагностики нанообъектов, требующих сверхвысокой элементной чувствительности и пространственного, разрешения. Нами на основе метода дифракционной рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии исследованы поверхности магнитоуправляемых контактов и показана возможность применения его для контроля примесей в нанослойных поверхностных структурах. (Е.Н. Моос, И.А. Зельцер).

На основе исследований физико-химических процессов формирования гетероструктур с наноразмерными образованиями создана технология формирования слоев пористого кремния (por-Si) со стабильными оптическими характеристиками и разработана впервые модель электрофизических процессов в полупроводниковой структуре фотоэлектрического преобразователя солнечной энергии на основе p-n-перехода с антиотражающей пленкой пористого кремния на фронтальной поверхности. (В.В. Трегулов)

Впервые создана полупроводниковая структура porSi/cSi с pn-переходом на границе раздела, предназначенная для фотоэлектрического преобразователя солнечной энергии с низкой себестоимостью и КПД на уровне 20-22%.(В.В. Трегулов)

Впервые проведена модификация состава литиевоалюмосиликатных фотоситаллов различными оксидами RO, R2O, R2O3, позволившая оптимизировать составы фотоситаллов по их свойствам (коэффициенту линейного расширения, микротвердости, стабилизации теплового расширения и т.д.) и синтезировать фотоситаллы с пониженным значением тангенса угла диэлектрических потерь (А.С. Красников).

Развито научное направление в рентгенографии по исследованию тонкой кристаллической структуры (размеров областей когерентного рассеяния, микроискажений кристаллической решетки, плотности дислокаций) фотоситаллов и установлено влияние ее на механические, химические и технологические свойства. Предложена структурная модель стеклокристаллического материала, позволяющая рассчитать плотность дислокаций его кристаллической фазы. Разработана модель для расчета ТКРЛ светочувствительного стекла и фотоситалла, в основе которой лежит представление о доминировании химических связей катионов стеклообразователей (Si4+, Al3+, Zn2+) (А.С. Красников).

При взаимодействии алюмосиликтной керамики и стеклокристаллических материалов с лазерным излучением, умеренных потоков мощности q < 106 Вт/см2, впервые установлен эффект аморфизации структуры материала, успешно используемый для регулирования содержания аморфной и кристаллической фазы в СМК и керамике при производстве изделий на предприятиях НПО «Алмаз» и НИИ «Волна» (Саратов) (А.С. Красников).

Последние публикации

  1. М.М. Афанасова, В.А. Степанов, М.А. Коржавчиков. Исследование электрон-фотонного взаимодействия в структурах InAs/AlSb в режиме квантующих магнитных полей// Наносистемы: физика, химия, математика. 2012. Т.3. № 6. С. 36-46
  2. К.А. Арушанов, И.А. Зельцер, Е.Н. Моос. Ионно-индуцированное модифицирование контактных поверхностей// Известия РАН. Серия физическая. 2012. Т. 76. № 6. С. 750-758.
  3. В.В. Трегулов, В.А. Степанов, Г.Н. Скопцова. Исследование с помощью атомно-силовой микроскопии поверхности тонких пленок CdS, изготовленных методом гидрохимического осаждения// Вестник Рязанского государтсевнного университета имени С.А. Есенина. 2012. № 35. С. 153-160.
  4. И.А. Зельцер, Е.Н. Моос. Аппаратурные и методические аспекты структурно-чувствительной спектроскопии поверхности конденсированных сред и наноструктур с помощью стоячих рентгеновских волн (часть 2)// Вестник Рязанского государственного университета имени С.А. Есенина, 2012. №/34. С.145-157.
  5. В.В. Трегулов, В.А. Степанов, Г.Н. Скопцова. Рассеяние света в антиотражающем покрытии фотоэлектрического преобразователя солнечной энергии на основе кремния // Научно-технический вестник Поволжья. 2013. № 1. С. 46-49.
  6. И.А. Зельцер, Е.Н. Моос, Р.Н. Майзельс. Новые контактные покрытия герконов на основе нитридов железа и никеля // Электронная промышленность. 2013. № 3. С.13-28.
  7. В.В. Трегулов. Улучшение и стабилизация оптических характеристик пористого кремния // Научно- технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Физико-математические науки. 2013. №170. С.130-136.
  8. М.В. Ерошкин, Е.Н. Моос, Г.В. Киселев. Распыление поверхности катода He-Ne лазера // Известия РАН. Серия физическая. 2014. Т. 78. № 6.
    С. 686-689.
  9. В.В. Трегулов, Г.Н. Скопцова, С.С. Балаганский, Н.М. Толкач. Исследование особенностей поверхности пленки CdS, изготовленной гидрохимическим осаждением на текстурированной кремниевой подложке // Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. 2014. № 10. С. 91-96.
  10. В.В. Трегулов. Особенности высокочастотной вольт-фарадной характеристики фотоэлектрического преобразователя солнечной энергии на основе кремниевого p–n перехода с антиотражающим слоем пористого кремния. Журнал технической физики. 2014. Т. 84. № 9. С. 153-158.

C 1988 года на кафедре интенсивно развиваются исследования по квантовой и плазменной электронике и смежным областям под общим руководством доктора физико-математических наук, профессора В.А. Степанова. Кафедра неоднократно выступала в качестве соорганизатора Всероссийских научных конференций по данной проблематике. Защищено 8 докторских (Н.В. Коненков, О.Н. Крютченко, М.В. Чиркин, В.Н. Демкин, С.И. Мольков, Б.А. Козлов и др.) и 18 кандидатских диссертаций.

 

 

Исследования по данному направлению обеспечили высокий имидж Рязанской научной школы по колебательно-волновым процессам, технике и физике лазеров и высокое качество, уровень и известность разработанных приборов в России и за рубежом (Германия, США, Япония, Корея, Голландия, Австрия и др.)

Впервые для отечественных газовых лазеров решена комплексная проблема их инженерного компьютерного проектирования, объединяющая задачи: корпуса, резонатора, источников питания, активного элемента, систем охлаждения и стабилизации и других элементов лазеров единой идеологией, разделив их по отдельным частям. (В.А. Степанов)

Разработан унифицированный подход с использованием программ на ЭВМ к созданию источников питания для любых типов газовых лазеров с позиций нелинейного выходного радиотехнического контура, параметры элементов которого зависят от характеристик газового разряда активной среды и способов размещения разрядной трубки внутри корпуса резонатора (В.И. Пшеничников, Н.В. Коненков, В.А. Степанов).

– Комплекс работ по исследованию колебательно-волновых процессов в тлеющем разряде, в гелий-неоновой и гелий-кадмиевой смесях позволили установить механизмы образования стратовых и релаксационных колебаний, условия возникновения бифуркационных стохастических колебаний и связь их с параметрами активных элементов (ток, давление, соотношение компонентов, диаметр трубки и т.д.) с режимами их технологической обработки, характеристиками холодных катодов (М.В. Чиркин, В.А. Степанов, Л.С. Александров, А.Ф. Маннанов, Д.А. Морозов).

– Проведенные исследования колебательно-волновых процессов позволили установить корреляцию между амплитудой, частотой и видом колебаний с ресурсом гелий-неоновых линейных и кольцевых лазеров, что дало возможность разработать технологию изготовления холодных катодов с минимальной работой выхода и неразрушающие методы и аппаратуру не имеющие аналогов для ускоренного контроля ресурса этих лазеров (М.В. Чиркин, Д.А. Морозов, О.Н. Крютченко, В.А. Степанов).

– Технология изготовления холодных катодов для линейных и кольцевых гелий-неоновых лазеров и методика неразрушающего контроля качества отдельных элементов, приборов в целом и технологических процессов изготовления внедрена в производстве НПО «Плазма», Львовского НПО «Полярон» и ЗАО «Завод Лазеравиа» (г. Серпухов, Московская область).

– Использование компьютерных методов расчета активной среды и параметров лазеров на ионизированных инертных газах (С.И. Мольков,
В.А. Степанов
) и наличие технологий пайки металлокерамических активных элементов из бериллиевой керамики и технологии заварки оптических окон из ЛК-4 со стеклом позволило провести комплекс научно-технологических работ по унификации активных элементов и узлов, разработке инженерных методов конструирования лазеров на ионизированном аргоне и криптоне (В.А. Хохулин). Эти и ряд других работ по источникам питания и длинномерным (до 1,8 м) активным элементам позволили разработать ионные лазеры серии ЛГН, серии М и серии Д с мощностью излучения от 100 мВт до 12 Вт в диапазоне 0,457-0,5145 мкм и 2 Вт в одночастотном режиме на линиях 0,5145 и 0,4888 мкм.

– Наглядным примером хорошего взаимопонимания науки и производства и реализации комплексного подхода при внедрении инженерных методов проектирования газовых лазеров служит также разработка волноводного щелевого СО2-лазера с поперечным ВЧ возбуждением. Работа продолжалась в течение нескольких (с 2001 по 2009 год) лет. В это время разработаны методы расчета неустойчивых резонаторов и их влияния на выходные характеристики щелевых волноводных СО2-лазеров, изучены процессы и возможности стабилизации газового состава, влияние и способы поддержания устойчивого ВЧ разряда, унифицированные технологические процессы пайки и герметизации и др. (Е.Ф. Шишканов, С.И. Мольков, В.Н. Очкин, В.А. Степанов). Результатом этой комплексной научно-конструкторско-технологической работы является разработка одночастотного волноводного цельнопаянного металлокерамического СО2-лазера LCDP-200 (Е.Ф. Шишканов, В.В. Кюн) с рекордной удельной мощностью излучения 200 Вт при длине излучателя 720 мм и долговечностью 2000 часов.

– Плодотворная творческая обстановка, объединяющая инженерно-технологическую базу НПО «Плазма» и результаты фундаментальных и прикладных исследований ученых РГУ имени С.А. Есенина и РГРТУ позволила создать научные основы конструирования с применение компьютерных технологий газоразрядных лазеров непрерывного действия на атомных, ионных и молекулярных переходах, обеспечивающие возможность построения цельнопаянных приборов с внедрением при их изготовлении современных электровакуумных технологий обработки и достижения высоких энергетических и эксплуатационных характеристик лазеров на уровне лучших зарубежных аналогов.

С единых методологических позиций проведен комплекс теоретических и экспериментальных исследований, позволивший разработать основы создания высокоточных лазерных измерителей контурных размеров сложных крупногабаритных деталей, лазерных триангуляционных измерителей, способных измерять профиль деталей, имеющих фрактальные поверхности с различной шероховатостью и наличием локальных дефектов, эффективных внешних средств стабилизации мощности лазерного излучения. (В.Н. Демкин, В.А. Степанов).

На основе теоретических и экспериментальных исследований разработана серия высокоточных лазерных измерителей по параметрам, не уступающим лучшим зарубежным аналогам и успешно внедренных в технологические процессы производства в железнодорожном транспорте, строительных материалов, машиностроения (В.Н. Демкин).

Разработана теоретическая модель для анализа влияния нестабильности оптической оси кольцевого резонатора на ширину зоны захвата и случайную погрешность лазерного гироскопа. Созданы впервые методы управления процессом формирования информационного сигнала, минимизирующие случайную погрешность измерения угловых перемещений зеркал кольцевого лазера. Впервые определена возможность применения неразрушающего метода контроля ресурсов кольцевых лазеров (М.В. Чиркин, Д.А. Морозов, О.Н. Крютченко, В.А. Степанов).

Проведены теоретические и экспериментальные исследования излучения твердотельного Nd:YAG лазера с накачкой лазерными диодами. Впервые установлено влияние двулучепреломления в кристалле лазера на параметры излучения и выработаны рекомендации по их совершенствованию для различных оптических систем (О.Л. Головков, В.А. Степанов).

Последние публикации

  1. В.Н. Демкин, А.А. Жданов, М.В. Шадрин, А.С. Пузырев. Устройство для измерения толщины листовых изделий на конвейере // Патент РФ на полезную модель, 2011. № 114362.
  2. О.Л. Головков, Г.А. Купцова, В.А. Степанов. Двулучепреломление в кристалле ND:YAG- лазера при накачке лазерными диодами // Научно-технический вестник Поволжья. 2012. № 1. С. 26-32.
  3. В.Н. Демкин, М.В. Шадрин, А.В. Демкин. Лазерные опорные системы // Фотоника. 2012. Т. 33. № 3. С. 38-45.
  4. А.В. Демкин, В.Н. Демкин, М.В. Шадрин. Устройство для лазерного сканирования // Патент РФ на полезную модель. 2012. № 122167.
  5. О.Л. Головков, Г.А. Купцова, В.А. Степанов. Непрерывная генерация YAG-ND-лазера на двух длинах волн 1064,15 и 1061,5 нм // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Физико-математические науки. 2013. № 1. С. 113-121.
  6. В.Ф. Быковский, С.И. Мольков, В.А. Степанов, В.С. Хиллов, С.И. Хиллов. Мощный источник когерентного излучения для оптической голографии и рамановской спектроскопии // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Физико-математические науки. 2013. № 165. С. 71-79.
  7. В.Н. Демкин, В.А. Степанов, М.В. Шадрин. Системы быстрого прототипирования с лазерным сканированием // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Физико-математические науки. 2013. №177. С.136-143.
  8. О.Л. Головков, Г.А. Купцова, В.А. Степанов. Влияние безизлучательных переходов на спектр генерации YAG:Nd-лазера // Вестник Санкт-Петербургского государственного университета. Серия 4: физика, химия. 2014. Т.1. № 2. С. 178-184.
  9. О.Л. Головков, Г.А. Купцова, В.А. Степанов. Учет скорости релаксации переходов между подуровнями мультиплета в спектре генерации YAG:Nd-лазера // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета, физико-математические науки. 2014. № 1(189). С. 55-60.

После защиты в 1996 году докторской диссертации Коненков Николай Витальевич на кафедре возглавил еще одно научное направление:

Движение ионов в нелинейных квадрупольных радиочастотных электрических полях (Защищено 3 кандидатских диссертации: Глебова Т.А., Махмудов М.Н., Страшнов Ю.В.). В рамках своих исследований кафедра сотрудничает с лабораторией аналитической химии университета Британской Колумбии (г. Ванкувер, Канада) и Шанхайским университетом (г. Шанхай, КНР). Профессор Н.В. Коненков неоднократно приглашался в Ванкувер и Шанхай в качестве визит-профессора для совместной работы. Результаты исследований защищены патентами РФ и USA и внедряются при разработке и производстве квадрупольных масс-спектрометров, выпускаемых за рубежом (Канада, Китай) и на предприятии аналитического приборостроения ООО «Шиболетт».

В течение восьми лет с 2008 по 2015 год в рамках тематического плана НИР Федерального агентства по образованию РФ на кафедре ведется НИР по исследованию движения ионов в радиочастотном электрическом поле с пространственными и временными гармониками.

Из полученных новых научных результатов можно отметить следующие:

Впервые исследованы ионно-оптические свойства II и III областей стабильности уравнения Матьё, описывающего движение ионов в квадрупольных электрических полях. В частности, впервые в третьей области стабильности была экспериментально достигнута разрешающая способность R0,5 » 5000 на ионах СО+ и V2+. Создан масс-спектрометр на основе тандемного фильтра масс, первый анализатор которого работает в третьей области и служит в качестве префильтра тяжелых масс, а следующий — во второй области стабильности в качестве основного анализатора масс. Показано, что достигается разрешающая способность R0,5 » 1000 на ионах Не+ и Dt. Установлено, что обеспечивается единичная разрешающая способность R0,1 = 1М при транспортных энергиях вплоть до 500 эВ (Н.В. Коненков).

Впервые исследован аксептанс фильтра масс при работе в ряде областей стабильности. Впервые по заказу ФИАН разработан квадрупольный масс-спектрометр (разработка «ЗВОН-2»), работающий в третьей области на диапазон масс 2-600 а.е.м. с повышенной разрешающей способностью R0,1 = 4М (При участии автора создан первый отечественный вторичный ионный масс-спектрометр (ВИМС-«Шиповник») с характеристиками, не уступающими зарубежным аналогам для элементного латерального анализа полупроводниковых структур. (Н.В. Коненков, Е.Я. Черняк).

Начиная с 1998 года по 2014 год, осуществляется сотрудничество РГУ и университета Британской Колумбии (UBC) (г. Ванкувер, Канада) в лице профессоров D.J. Douglas и Н.В. Конёнкова. За период сотрудничества опубликовано 20 статей в международных журналах (индексируемых SCOPUS и Web of Science), а также 18 тезисов докладов на международных конференциях.

Впервые установлена природа регулярных провалов на массовых пиках при работе в третьей и второй областях стабильности.
(Н.В. Коненков, Т.А. Глебова).

Исследована пространственных гармоник, генерируемых цилиндрическими электродами и развит подход анализа влияния гармоник на форму массового пика, в результате чего показано, что наилучшая конфигурация фильтра масс достигается при , когда амплитуды 6 и 10 гармоник частично компенсируются. (Н.В. Коненков, Т.А. Глебова).

В сотрудничестве с М.Ю. Судаковым показано, что наличие малых временных гармоник в питающем напряжении фильтра масс приводят к появлению полос нестабильности, формирующих острова стабильности. Установлены частоты квадрупольного параметрического резонансного возбуждения полос нестабильности. Термин остров стабильности был введен впервые Н.В. Коненковым и др. на фирме SCIEX (г. Торонто, 2000 г.).

Впервые экспериментально доказано существование островов стабильности и измерено их положение на плоскости a,q параметров уравнения Матьё. Совместно с D.J. Douglas и М.Ю. Судаковым развит матричный метод расчет диаграмм стабильности для любой формы питающих напряжений, в частности, расчёт положения островов стабильности. Режим работы в островах стабильности позволяет увеличить изотопическую чувствительность с 106 до 1010. Полезные свойства островов стабильности отражены в двух совместных патентах США (US patent 7,541,579, June 2, 2009; U. S. patent, 7,709,786, May 4, 2010).

Впервые детально исследованы острова стабильности, создаваемые различными техническими методами: дополнительным квадрупольным ВЧ напряжением, амплитудной и частотной (фазовой) модуляцией ВЧ напряжения. Впервые рассмотрен режим работы фильтра масс в острове стабильности с импульсным питанием. (Н.В. Коненков, М.Н. Махмудов, А.Н. Корольков).

Детально исследован аксептанс фильтра при работе в островах стабильности. Впервые предложен метод расчета пространственных гармоник электрического поля мультиполей с цилиндрическими электродами на основе аналитического описания электрического поля. Мультипольные структуры используются для создания квантовых часов в системе ГЛОНАСС, в квантовых компьютерах для охлаждения и удержания ионов, а также в качестве элементов ионной оптики на ускорителях (Н.В. Коненков, Ю.В. Страшнов, А.Н. Корольков, Е.Я. Черняк).

Экспериментально и теоретически исследован эффект сдвига массового пика по шкале масс в линейной ионной ловушке, вызванный пространственным зарядом ионов. Впервые детально рассмотрены процессы дипольного и квадрупольного резонансного возбуждения ионов в линейной ловушке. Установлена взаимосвязь параметров возбуждения и условия, при которых наиболее эффективна работа ловушки (скорость сканирования по массам, частота возбуждения и частота ВЧ поля, требуемая амплитуда) (Н.В. Коненков, А.С. Поляков).

Впервые получена формула для разрешающей способности ловушки, определяемая временем возбуждения ионов выделенной массы, а также дисперсией между массой иона и частотой возбуждения: , где q — параметр уравнения Матьё, Р — характеристический показатель, n — время возбуждения, выраженное в числе периодов ВЧ поля, f — циклическая частота ВЧ поля, VS — скорость сканирования. Впервые обнаружено, что давление буферного газа в ловушке приводит к увеличению разрешающей способности (R0,5 » 30 000), что противоречит теоретическим данным, но находит подтверждение в ряде экспериментов.

Совместно с А.С. Бердниковым (Институт аналитического приборостроения, РАН) и D.J. Douglas (UBC, Vancouver) развита теория эффективного потенциала применительно к квадрупольным ВЧ полям, когда усреднение осуществляется по всем временным гармоникам колебаний ионов (2014).

Последние публикации

  1. N.V. Konenkov, C.Luo, D.Liang.Mass Peak Shape Improvement of a Quadrupole Mass Filter uhen Operatinq with a Rectangular wale Power Supply.// Rapid Commur. Mass Spectrom., 2009, 23(17), p. 2793-2801.
  2. Н.В. Коненков, М.Н. Махмудов, Ю.В. Страшнов.Аксептанс квадрупольного фильтра масс в верхнем острове стабильности при бигармоническом питании.// ЖТФ, –2009,– т. 9, вып. 5,– с. 95-100.
  3. A.N. Konenkov, N.V. Konenkov, D.S. Douglas. Spatial Harmonics of linear multipoles with round electrodes// International Journal of Mass Spectrometry, 2010. V. 289. N 2-3. P. 144-149.
  4. E.Ya. Chernyak, N.V. Konenkov, A.N.Korolkov, A.S. Polyakov. Resolution, peak Shape and Transmission of a Quadrupole Mass Filter with Amplitude Modulation the Applied RF Voltage // Масс-спекторметрия. 2011. Т. 8. № 3. С. 189-194.
  5. H. Qiao, C. Gao, D. Mao, N. Konenkov, D.J. Douglas. Space Charge Effects with Mass Selective Axial Ejection from a Linear Quadrupole Ion Trap.// Rapid Communications in Mass Spectrometry, 2011. V.25. N 23, P. 3509-3520.
  6. D.J. Douglas, N.V. Konenkov. Ion Claud Model for a Linear Quadrupole Ion Trap // European Journal of Mass Spectrometry. 2012. V.18. N 5. P.419-429.
  7. D.J. Douglas, N.V. Konenkov. Trajectory Calculation Space-Charge Induced Mass Shifts in a Linear Quadrupole Ion Trap // Rapid Communications in Mass Spectrometry, 2012. V.26. N 18, P. 21059-2114.
  8. Н.В. Коненков, М.Н. Махмудов, Ю.В. Страшнов. Динамические характеристики квадрупольного фильтра масс при фазовой и частотной модуляции // Вестник Рязанского государственного университета имени С.А. Есенина. 2013. № 2/39. С.139-148.
  9. D.J. Douglas, N.V. Konenkov. Mass selectivity of dipolar resonant excitation in linear quadrupole ion trap // Rapid Communications in Mass Spectrometry, 2014. V.28. P. 430-438.
  10. D.J. Douglas, N.V. Konenkov, A.S. Polyakov. Quadrupol ion excitation for radiofrequency – only mass filter operation // European Journal of Mass Spectrometry. 2014. V.20. P.207-214.

На кафедре большое внимание уделяется научно-методическим исследованиям по теории и методике преподавания физики, основателем которых является профессор В.П. Орехов. В настоящее время руководство этими исследованиями осуществляют профессоры В.А. Степанов, Б.С. Кирьяков и А.В. Ельцов и доцент Н.Б. Федорова. На базе кафедры проведены выездное заседание Координационного совета по физическому образованию Министерства образования РФ (2001 г.), Всероссийские конференции, посвященные 100-летию и 105-летию со дня рождения видного ученого-методиста А.В. Перышкина (2002, 2007 г.), выездное заседание комиссии по физике УМО при Министерстве образования РФ (2005, 2006, 2007, 2009 г.г.). Опубликовано свыше 200 работ, защищено 3 докторских (Б.С. Кирьяков, А.В. Ельцов, Н.Б. Федорова) и 14 кандидатских диссертаций. Кафедра активно участвовала в работе докторского диссертационного совета по специальности 13.00.02 – Теория и методика обучения и воспитания (физика).

Исследования по данному научному направлению позволили продолжить и развить имидж Рязанской методической школы профессора Орехова Виктора Петровича и сформировать о Рязани мнение как об одном из активно действующих центров методической школы в России.

Научно-методические исследования ведутся в следующих направлениях:

  1. Разработка математических моделей и методов контроля знаний учащихся по физике, включая олимпиадные и выпускные задания.
  2. Совершенствование методов преподавания физики и технических дисциплин в вузе и школе, включая современные компьютерные, дистанционные и личностно-ориентированные технологии.

По первому методическому направлению следует выделить следующие новые научные результаты:

Проведены комплексные (1992 г. – настоящее время) исследования по созданию и апробации контрольных задач олимпиад школьников по физике всех уровней: от школьной, районной, городской, областной до зональной) (Б.С. Кирьяков, Д.В. Морин, Н.И. Ермаков, С.Г. Моисеев, В.А. Степанов).

На примере интеллектуального испытания впервые продемонстрирована принципиальная возможность и высокая эффективность качественного математического моделирования.

Разработана не имеющая аналогов статистическая педагогическая модель интеллектуального испытания, определяющая статистические и педагогические параметры серии независимых разноуровневых испытаний идеализированного ансамбля при многобалльной оценке итогов каждого испытания. Модель переводит проблему разработки методики испытания в формальную плоскость, определяет требования к комплекту задач, предусматривает возможность планирования испытания, использования многомерной оценки способностей школьников, реализации индивидуального и дифференцированного подходов (Б.С. Кирьяков).

Разработана методика испытания школьников на физических олимпиадах, адекватная новой иерархии ценностных приоритетов образования. В ее основу положены рассчитанные в рамках модели статистические и педагогические параметры серии из 2-х и 3-х испытаний, сбалансированных по уровням сложности и видам учебно-познавательной деятельности школьников.

Показано, что при традиционной методике испытания региональные этапы характеризуют Всероссийскую олимпиаду школьников по физике как государственную программу, практикующую затратные формы отбора одаренных детей с негуманным режимом их испытания и явным несоответствием требованиям индивидуального и дифференцированного подходов.

Педагогические и статистические параметры олимпиадного задания, рассчитанные в 2- и 3-уровневом вариантах, и разработанная методика испытания школьников региональных олимпиад способствуют переводу впервые в режим талантосбережения с сохранением всего ценного, что накопила Всероссийская олимпиада за многие годы своего существования. Применение в Рязани позволило в течение нескольких лет победителям областных туров быть призерами зональных туров и членами сборной Росси на Международных физических олимпиадах.

Созданы комплекты физических олимпиадных задач, опубликованные в 10-ти выпусках сборника «Рязанские физические олимпиады», сборник экспериментальных задач по физике, банки физических задач в Internet (Б.С. Кирьяков, Н.И. Ермаков, Д.В. Морин, С.Г. Моисеев, В.А. Степанов).

Исследована возможность подведения итогов многократного тестирования школьников в терминах статистики Бозе-Эйнштейна. Изучены свойства некоторых выборок из статистического веса, характерного для статистики Бозе-Эйнштейна, построена дидактическая модель двукратного и многократного тестирования учащихся. В рамках дидактической модели исследована связь инструментальных характеристик тестовой системы оценки с параметрами тестирования – протяженностью теста, уровнем сложности тестовых заданий, корреляционной связью балльных успехов, кратностью испытания.

Разработана статистическая и элементарная интерпретация характерных особенностей тестовой системы оценки (тестового балла, приведения его значений к 100-балльной шкале, независимости тестовых оценок от уровня сложности заданий, спектральных характеристик теста) при однократном, двукратном и многократном тестировании учащихся (Б.С. Кирьяков).

Разработаны впервые новые методические приемы оценивания уровня знаний школьников, участвующих в сдаче ЕГЭ, ИГА и региональных физических олимпиадах. Полученные результаты обеспечивают повышение интереса и уровня знаний и подготовки учащихся по физике; создали условия для подготовки участников к финальному туру физической олимпиады и сдаче ЕГЭ и ИГА в школе (Б.С. Кирьяков, Н.И. Ермаков, В.А. Степанов).

Разработана авторская методика мониторинга процесса обучения физике на основе внедрения компьютерного тестирования и рейтинговой системы, отличающаяся использованием индивидуальных электронных карточек учащихся с их личностными характеристиками, психологическими особенностями, увлечениями и индивидуальными заданиями; электронного журнала успеваемости учащихся; электронного банка данных всех изменяющихся параметров по формированию компетенций учащихся; электронного банка данных по динамике изменяющихся показателей у учащихся; электронной базы данных многоуровневых компьютерных тестовых заданий по изучаемым разделам (А.М. Шуйцев, В.А. Степанов).

Создан банк тестовых заданий для диагностики профессиональных компетенций, которые включают теоретические знания, экспериментальные умения, умения решать физические задачи, умения комплектовать кабинет физики, умения руководить исследовательской работой и техническим творчеством учащихся, способствующий успешному формированию профессиональной компетентности будущих учителей физики.

Разработана компьютерная технология проведения мониторинга образовательного процесса, позволяющая собирать, систематизировать, обобщать, сохранять полученные результаты. (А.М. Шуйцев, А.В. Ельцов).

Впервые осуществлен единый дифференцированный подход к контролю знаний и умений учащихся на всех этапах обучения физике, учитывающий профилизацию в старших классах средней школы и обеспечивающий обязательный базовый уровень знаний (Н. Б. Федорова,
В.А. Степанов
).

Разработаны методика и методическое обеспечение дифференцированного подхода к оценке ЗУ учащихся при изучении физики в средней школе, основанная на принципах гуманизации и индивидуализации деятельности учащихся, успешно внедренные в учебный процесс средних школ Рязани и области. (Н. Б. Федорова, В.А. Степанов).

Основные и последние публикации

  1. Б.С. Кирьяков, А.Н. Шарапков, Н.И. Ермаков, С.Г. Моисеев, Д.В. Морин, В.А. Степанов. Соответствие предметных школьников принципу гуманизации. Итоги и перспективы. // Физическое образование в вузах. 2000. Т.:. № 3. С. 98-104.
  2. А.В. Ельцов, В.А. Степанов, Н.Б. Федорова. Дифференцированный подход к оценке знаний и умений учащихся при изучении физики в средней школе // Вестник Рязанского государственного Университета имени С.А. Есенина. 2002. № 2. С. 87-93.
  3. Б.С. Кирьяков. Педагогическая модель интеллектуального испытания школьников // Монография. Изд-во «Русское слово», г. Коломна. 2002. 207 с.
  4. Б.С. Кирьяков, А.П. Лиферов, В.А. Степанов. Количественное моделирование педагогических процессов: проблемы и перспективы // Информатизация образования. 2003. Т. 2003. С. 96-110.
  5. А.В. Ельцов, В.А. Степанов, Н.Б. Федорова. Апробация разноуровневых дидактических материалов по физике для общеобразовательных учреждений // Российский научный журнал. 2008. № 6. С. 128-131.
  6. В.А. Степанов, Н.Б. Федорова, Р.В. Уфимский. Личностно-ориентированный подход при проведении фронтальных лабораторных работ в основной школе // Физическое образование в вузах. 2009. Т. 15. № 2. С. 86-93.
  7. Б.С. Кирьяков, В.С. Замятина. Модель многократного тестирования: элементарное представление // Психолого-педагогический поиск. 2012. № 22. с. 140-156.
  8. Б.С. Кирьяков. Разрешающая способность школьной системы отметок и пути ее повышения // Известия РАО. 2013. № 2(26). С. 75-87.

По второму методическому направлению следует выделить следующие новые научные результаты:

Разработана теоретическая концепция интегративного подхода к осуществлению школьного учебного физического эксперимента в единстве четырех ее направлений: межпредметной, внутрипредметной, межличностной и внутриличностной интеграции (А.В. Ельцов, В.А. Степанов).

В соответствии с целями развития личности сформулированы требования к отбору учебного оборудования по физике, которые должны способствовать формированию интегративного стиля мышления, содействовать наиболее полному развитию восприятия, формировать умения ориентироваться в различных ситуациях, обеспечивать целостность образовательного процесса, соответствовать современным требованиям эргономики, эстетики и техники безопасности.

Для оснащения современных кабинетов физики разработано индивидуальное рабочее место учащегося, обеспечивающее широкую функциональную возможность действий учащихся во время урока, создающее благоприятные условия для осуществления разнообразных приемов и методов личностно-ориентированного обучения, позволяющее использовать в ходе экспериментальной деятельности как традиционные, так и инновационные средства обучения. Получен патент РФ № 30245 от 27.06.2003г. (А.В. Ельцов, В.А. Степанов).

Разработан многофункциональный модульный блок приборов, предназначенный для использования, как в классах различной специализации, так и для уровневой дифференциации внутри одного класса, позволяющий по всем разделам школьного курса физики сделать вариативными большинство учебных экспериментов, согласно учебным пособиям различных авторов, включая экспериментальные методики (А.В. Ельцов, С.В. Мурзин, В.А. Степанов).

Разработаны аппаратные и программные средства для проведения работ физического практикума с применением компьютерных технологий, изменяющие стиль экспериментальной работы учащегося, знакомящие его с современными методами исследования, формирующие разносторонние экспериментальные умения и навыки работы на современной технической аппаратуре.

Разработаны учебно-методические комплекты, содержащие разноуровневые фронтальные лабораторные работы для учащихся основной школы, автоматизированные работы физического практикума для профильной школы, предпрофильные и профильные элективные курсы для углубленного изучения традиционного и современного оборудования, рекомендации по использованию компьютерных моделей для расширения возможностей современного демонстрационного эксперимента, обеспечивающие систематический, самостоятельный, исследовательский характер учебно-познавательной деятельности учащихся во время проведения учебных экспериментов (А.В. Ельцов, В.А. Степанов).

Показано, что применение компьютера и других современных технических средств значительно расширяет возможности модельного демонстрационного эксперимента, позволяет моделировать и наблюдать многие явлении, ранее недоступные для изучения в школьной физической лаборатории (А.В. Ельцов, П.В. Абросимов, В.А. Степанов).

Впервые на основе печатного и электронного методического пособия для профильных классов средней школы разработан учебно-методический комплекс для изучения лазеров. Впервые разработана методика изучения лазеров в профильных классах средней школы, предусматривающая использование различных видов учебных занятий. Созданы обучающие и контролирующие программы, компьютерные слайды и демонстрационные динамические картины, иллюстрирующие физические принципы работы оптических квантовых генераторов
(И.А. Захаркин, В.А. Степанов, А.В. Ельцов).

Создано универсальное электронное пособие по физике для старшей школы, содержащее весь необходимый материал для развития наглядно-образного мышления учащихся, организации учебно-воспитательного процесса по теме «Электрический ток в жидкостях», включая проведение мультимедийного урока (О.В. Кузнецова, В.А. Степанов, Н.Б. Федорова).

Разработаны образовательные технологии, основанные на использовании программ удаленного доступа к компьютерам. Их можно использовать в обычном компьютерном классе для удаленной помощи ученикам или в «виртуальном классе» для удаленных студентов для организаций занятий студентов с индивидуальным графиком обучения и студентов заочной формы обучения.

Дистанционное образование облегчает возможность получения студентами второго образования; позволяет вести широкомасштабную подготовку, повышение квалификации специалистов по дополнительным профессиональным образовательным программам вне зависимости от места жительства. (О.А. Бистерфельд, А.М. Шуйцев, С.А. Булыгин)

Разработаны учебные видеофильмы, необходимые для изучения курсов по технологии обработки различных материалов: «Холодная штамповка», «Лазерная резка металлов», «Лазерные технологии обработки материалов», «Ковка металла», «Литье», «Вакуумное напыление», «Порошковое покрытие», «Техника безопасности при обработке древесины», обеспечивающие системный подход при изучении инновационных технологий с соблюдением последовательности и всей сложности технологических процессов – от заготовительных операций до конечной выходной продукции и утилизации отходов обрабатываемых материалов. Использование приемов анимации позволило сложные и динамичные процессы представить в удобной и понятной (легко усвояемой) для студентов форме. (В.И. Доронин, В.А. Степанов, С.А. Булыгин, А.М. Шуйцев).

С теоретических позиций рассмотрена проблема совершенствования подготовки учителя к творческой деятельности.
Предложен принцип разработки системы творческих знаний, который позволил систематизировать эмпирически подбираемые творческие знания по МТШФЭ и определить их место и роль в методической подготовке учителя. (И.А. Ильдяев, В.А. Степанов).

Методика организации творческой деятельности студентов (учащихся) связана с методом проектов, который представляет собой личностно ориентированный метод, основанный на самостоятельной деятельности учащихся. Оценка проектной работы ученика осуществляется с помощью индивидуальной карты рейтинговой оценки проекта. (М.А. Борисова, Н.Б. Федорова).

Разработана педагогическая технология формирования профессиональных компетенций у студентов на основе творческих заданий с применением различного вида конструкторов. Для творческой деятельности необходима опора на определенный минимум теоретических знаний. В ходе работы с конструкторами трудность выполняемых студентами заданий постепенно возрастает. (И.А. Ильдяев, В.А. Степанов).

Определено современное состояние использования экологического материала при обучении физике.

Предложена и реализована система экологического образования на базе курса физики основной образовательной школы, включающая содержание экологического материала, методы обучения и формы организации учебного процесса. (О.А. Васильева, В.А. Степанов).

Разработана методика оценивания функционального состояния здоровья учащихся в процессе проведения учебных занятий по физике и самостоятельных экспериментальных работ предусматривающая осуществление мониторинга адаптационных возможностей организма школьников, с целью выяснения мотивации обучения. Сформулированы практические рекомендации, способствующие укреплению и сохранению здоровья учащихся и учителей, внедряющих новые педагогические технологии на уроках физики в образовательных учреждениях города.

Установлены впервые корреляция функционального состояния здоровья участников образовательного процесса (учащихся и учителей, студентов) с педагогическими технологиями, применяемыми на уроках физики в пользу личностно-ориентированных и дифференцированных; зависимость его от психологического микроклимата в образовательном учреждении и обратной биоэнергетической связи между учащимися и учителями. (В.А. Степанов, Н.Б. Федорова, А.В. Ельцов, Е.Н. Моос).

Международная система менеджмента качества ISO 9001-2004 и производственной системы TPS «Тойота» применена для управления образовательным процессом при изучении физики в средней общеобразовательной школе и при подготовке бакалавров и магистров по направлению «Физика», «Техническая физика» и «Технологическое образование».

Показаны возможности визуального менеджмента в повышении интереса учащихся к физике и технологии и уровня их знаний и умений за счёт разработки и использования видеофильмов и педагогических технологий с цветными карточками. (В.А. Степанов,О.В. Кузнецова, В.И. Доронин, А.М. Шуйцев, Н.Б. Федорова).

Формирование компетенций специалистов нами впервые представлено в рамках многомерной, многоуровневой системы непрерывного образования при изучении физики: от среднего образования в общеобразовательной школе; бакалавров и магистров в условиях высшего профессионального образования до послевузовского образования при организации курсов повышения квалификации, получившей название спирали качества. Показано, что качество подготовки возрастает снизу вверх: от школьников, бакалавров до магистров; так и сверху вниз, когда более высокий уровень квалификации учителей физики приводит к повышению уровня компетенций бакалавров во время их педагогической практики в школе и учащихся по результатам итоговых экзаменов: ГИА (9 класс) и ЕГЭ (11 класс). (В.А. Степанов, Н.Б. Федорова, Е.В. Овчинникова).

Нами впервые предложена двойная спираль качества, демонстрирующая непрерывную подготовку кадров и связей высшего профессионального образования с производством. Она имеет протяженность, зависящую от количества направлений подготовки, лицензированных и аккредитованных вузом, и количества предприятий, с которыми заключены долгосрочные договоры.

Двойная спираль качества является неким ДНК вуза, характеристикой его эффективности. Если направления подготовки в вузе, например, в классическом университете, имеют разнообразные сферы использования их выпускников в народном хозяйстве: промышленное производство, образование, наука, культура, юриспруденция, медицина и т.д., спираль качества вуза будет уже не двойной, а многомерной, зависящей от количества сфер деятельности специалистов, выпускаемых университетом (В.А. Степанов, Н.Б. Федорова, Е.В. Овчинникова).

Предложен критерий для оценки эффективности вуза, учитывающий соотношение между количеством выпускаемых вузом и количеством принятых на работу компетентных специалистов.

Предложенный подход к оценке эффективного вуза с многомерной спиралью качества не исключает критериев эффективности вуза по интегральным характеристикам, включая систему управления качеством и создающим единую образовательную среду. (В.А. Степанов,
Н.Б. Федорова, Е.В. Овчинникова
).

Обеспечение плавного перехода при непрерывной подготовке специалистов от среднего, высшего и послевузовского профессионального образования в рамках спирали качества наилучшим образом может быть реализовано в настоящее время в образовательных комплексах «Университет – техникум», имеющих долгосрочные договора о подготовке специалистов всех уровней с промышленными предприятиями (организациями) региона (В. А. Степанов, А.П. Лиферов).

Основные и последние публикации

  1. А.П. Лиферов, В.А. Степанов, А.В. Ельцов. Технология космической медицины – в школу и вуз // Наука и школа. 2004. № 2. С. 17-22.
  2. А.В. Ельцов. Интегральный подход как теоретическая основа осуществления школьного физического эксперимента // Монография. Изд-во РГУ имени С.А. Есенина. Рязань. 2007. 245 с.
  3. В.А. Степанов, А.В. Ельцов, И.А. Захаркин. Квантовая электроника // Учебное пособие с грифом УМО. Изд-во РГУ имени С.А. Есенина. Рязань. 2011. 240 с.
  4. И.А. Ильдяев, А.М. Шуйцев, И.А. Торопцев. Формирование профессиональных компетенций у студентов на основе творческих заданий с применением конструкторов // Вестник Рязанского государственного университета имени С.А. Есенина. 2012. № 35. С. 19-26.
  5. А.В. Ельцов, В.А. Степанов, Д.Е.. Пакин. Применение информационных распределенных ресурсов при дистанционном обучении в курсе физики // Российский научный журнал. 2012. №27. С. 115-119.
  6. В.А. Степанов, Н.Б. Федорова, О.В. Кузнецова. Управление личностно ориентированным обучением и его органзация на уроках физики в средней школе // Известия РАО. 2012. № 1(21). С. 111-124.
  7. Н.Б. Федорова. Комплекс учебно-методических пособий по формированию компетентного выпускника общеобразовательной школы и механизм его реализации // Физическое образование в вузах. 2012. Т. 18. № 3. С. 38-50.
  8. В.А. Степанов, Н.С. Пурышева, Н.Б. Федорова, Е.В. Овчинникова, О.В. Кузнецова. Формирование компетенций учителей физики в многомерной системе непрерывного образования // Российский научный журнал. 2013. № 2(33). С. 89-103.
  9. А.В. Ельцов, М.Н. Махмудов. Дистанционное обучение на базе интеграции Moodle и «1С: УниверситетПроф» // Школа будущего. 2014.
    № 3(31). С. 148-155.
  10. В.А. Степанов, Н.Б. Федорова, О.В. Кузнецова. Непрерывное физическое образование // Известия РАО. 2014. № 2. С. 58-67.

Еще одним научным направлением, которое развивается на кафедре с 1991 года является «Интеграция образования, науки и производства».

Первым шагом такой интеграции явилось создание при кафедре (В.А. Степанов, О.Н. Крютченко, М.В. Чиркин, А.Г. Ширяев) с участием ректора университета А.П. Лиферова малого предприятия ООО «Трек». Направления деятельности предприятия: лазерные, электрохимические и вакуумные технологии. Развитие в университете данной формы интеграции образования, науки и производства, которое Минобрнауки РФ предлагает сегодня, кафедра опередила более чем на 20 лет. Предприятие просуществовало до 2000 года (9 лет). Директором его были доценты О.Н. Крютченко и А.Б. Ястребков.

В 2008 году решением совета университета и совета директоров предприятий был организован Научно-образовательный Центр (Консорциум), что является, несомненно, успехом кафедры.

Научно-образовательный Центр (Консорциум) «Лазерные системы, нанотехнологии и методы диагностики» «МЕРА» с участием промышленных предприятий, обеспечивший интеграцию образования, науки и производства, и возможность участия Рязани в работах Лазерной ассоциации и технологической платформы «Фотоника» с привлечением студентов и молодых ученых по современным направлениям наноэлектроники, лазерной техники и ресурсосбережения.

В работе НОЦ участвуют 10 докторов и 16 кандидатов наук, докторанты (3), аспиранты (10), студенты, сотрудники университета и промышленных предприятий. Возглавляет Центр д.ф.-м.н., профессор В.А. Степанов.

Структура и состав НОЦ

Научно-образовательный Центр (Консорциум) представляет собой добровольное объединение участников (некоммерческое партнерство без образования юридического лица). В него вошли: РГУ имени С.А.Есенина, кафедры физики и химии; предприятия аналитического приборостроения ООО «Шибболет» и ЗАО «Энигма», директор ктн Черняк Е.Я.; ООО «Международная академическая корпорация науки и техники», директор ктн Трунин Е.Б.; научно-производственное предприятие ООО «Синергия», директор дтн Демкин В.Н. и ЗАО «Лазервариоракурс», директор Хилов В.С.

Консорциум в соответствии с положением, работает на основе различного вида договоров, включая договор об аренде помещений и образования, договор о выполнении инновационных проектов, договор о научно-техническом сотрудничестве и т.д.

Задачи Научно-образовательного Центра «МЕРА».

Научно-производственный центр создан для:

  • совместной деятельности подразделений университета и промышленных предприятий Рязани в области нано и лазерных технологий и диагностики, обеспечивающей совместное использование имеющегося в университете и на предприятиях уникального научного, учебного и технологического оборудования;
  • проведения и внедрения результатов, совместных с привлечением студентов и аспирантов исследований по фундаментальным и прикладным направлениям;
  • подготовки инженерно-технологических кадров (бакалавров, магистров, аспирантов) для предприятий Рязанского региона по направлениям «Техническая физика», «Физическая электроника», «Лазерная физика», «Химия», «Технологическое, физическое и химическое образование»;
  • создания учебной среды для профориентационной работы в общеобразовательных учреждениях по проблемам и методам изучения лазерных и наноразмерных объектов;
  • создания системы многоуровневой непрерывной подготовки, переподготовки и повышения квалификации кадров для развития лазерных, нано- и химических технологий в Рязанском регионе;
  • консолидации финансовых возможностей проведения совместных разработок, приобретения оборудования и необходимых материалов.

Научные направления деятельности НОЦ «МЕРА»:

  • технологии и устройства ресурсосбережения и солнечной энергии, чистые материалы для наноэлектроники;
  • аналитическое приборостроение и методы диагностики следов различных веществ;
  • физические процессы в гетероструктурах;
  • бесконтактные лазерные методы и устройства, мониторинг параметров различных изделий и технологий;
  • распространение и управление лазерным излучением в рассеивающих средах;
  • чувствительные датчики для топливно-энергетического комплекса;
  • технологии изготовления и совершенствования параметров газоразрядных лазеров;
  • комплексное образование и использование в ассиметричном катализе хиральных фосфорсодержащих лигандов.

Результаты деятельности НОЦ «МЕРА»

Научно-образовательный Центр создан как вынужденная мера на изменившиеся правила игры со стороны государства, открывающая возможность участвовать в конкурсах на право выполнения научно-исследовательских работ для государственных нужд в рамках целевой Федеральной программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009 – 2013 годы».

Новые условия игры позволили созданному на базе университета Научно-образовательному Центру участвовать в различных региональных и федеральных конкурсах работ.

Мобильность, научный и кадровый потенциал НОЦ «МЕРА» позволили (март-апрель 2011 года) войти в состав «Лазерной ассоциации» и технологической платформы под номером 6 «Инновационные лазерные оптические и оптоэлектрические технологии – ФОТОНИКА» и в ее рабочие группы.

В настоящее время кафедра и НОЦ «МЕРА» участвуют в формировании программы стратегического развития в России на 2015-2025 годы в рамках технологической платформы «Фотоника» по новым производственным, включая лазерные аддитивные, технологиям.

Перспективы развития научно-исследовательской работы кафедры

  • Продолжение исследований по научным направлениям кафедры.
  • Подготовка докторских диссертаций (Трегулов В.В., Бистерфельд О.А., Шуйцев А.М., Махмудов М.Н.).
  • Развитие НИРС в рамках научной и научно-методической тематики кафедры.
  • Развитие исследований в рамках созданного в 2008 году Научно-образовательного Центра (консорциума) «Лазерные системы, нанотехнологии и методы диагностики».
  • Развитие исследований в рамках созданной в 2008 г. лаборатории по атомно-силовой микроскопии.
  • Развитие совместных исследований с промышленными предприятиями региона и зарубежными партнерами Канады, Китая, Узбекистана и Белоруссии.

 

Учебная работа

Кафедра является выпускающей и отвечает за подготовку кадров по следующим специальностям и направлениям:

  • 050100.62 Педагогическое образование

Профиль «Физика и английский язык»

Квалификация: Бакалавр педагогического образования

  • 223200 Техническая физика

Квалификация: бакалавр техники и технологии, магистр техники и технологии

Программа «Инновационные технологии в науке и производстве»;

«Безопасность в технических и социальных системах»

  • 030600.65 Технология и предпринимательство

Квалификация: учитель технологии и предпринимательства по профилю:
– информационные системы в экономике и предпринимательстве;
– дизайн и декоративно-прикладное творчество.

  • 222000.62 Инноватика

Профиль «Управление инновации оной деятельностью»
Квалификация: бакалавр

  • 220600.62 Инноватика

Профиль «Управление инновации оной деятельностью»

Квалификация: бакалавр

  • 050100.68 Педагогическое образование

Квалификация: магистр педагогического образования

Программа: «Приоритетные направления науки в физическом образовании»

  •  050100.62 Педагогическое образование

Профиль «Технология»

Квалификация: бакалавр педагогического образования

  •  100100.62 Сервис

Профиль «Сервис в индустрии моды и красоты»

Квалификация: бакалавр

 

Помимо специальностей и направлений, перечисленных выше, кафедра ведет занятия по физике на всех других специальностях физико-математического и естественно-географического факультетов и обеспечивает изучение курса «Концепции современного естествознания» на многих других факультетах университета.

Кафедра участвует в реализации модульно-рейтинговой системы обучения в университете.

Лабораторный практикум:

Механика

Молекулярная физика

Электричество

Электротехника

Добавить комментарий

You must be logged in to post a comment