Научный журнал

Фундаментальные исследования

ISSN 1812-7339

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,674

• Авторы
• Файлы

Кузлякина В.В.

Статья в формате PDF

0 KB

Инженерные дисциплины: прикладная механика, теория механизмов и машин, детали машин и основы конструирования являются фундаментальными в инженерной подготовке специалистов любого профиля любой страны.

В процессе изучения инженерных дисциплин выполняются экспериментальные (лабораторные) работы, большой объём расчётных и графических операций в процессе работы над курсовыми (учебными) проектами [1]. Всё это формирует потребность в создании компьютерно -механических комплексов по инженерным дисциплинам (КМК_ИД), основанных на компьютерных технологиях обучения (КТО). КТО представляют собой совокупность оборудования, современных средств организации обучения и подготовки информационной среды, профессиональных программных комплексов для решения прикладных задач, высококвалифицированных специалистов, владеющих современными инструментариями инженера и преподавателя [2].

КМК_ИД -это совокупность экспериментальных установок, компьютерной техники, программных средств разного уровня, информационной среды соответствующей дисциплины, объединённая единой управляющей системой для организации обучения.

Структура КМК_ИД:

1. Специализированный интерактивный компьютерный класс, оборудованный современной компьютерной техникой для реализации преподавания в компьютерных технологиях.
2. Специализированная лаборатория, оборудованная лабораторными стендами и установками с современными средствами ведения эксперимента, обработки его результатов и реализации удалённого доступа.
3. Автоматизированная система организации обучения (АСОО).
4. Информационная среда дисциплины (ИС_Д).

В МГУ им. адм. Г. И. Невельского сделан первый опыт реализации элементов компьютерномеханического комплекса по теории механизмов и машин (КМК_ТММ) на основе автоматизированной системы организации обучения «КОБРА», которая позволяет организовать аудиторные занятия и самостоятельную работу обучаемых в компьютерных технологиях. Система имеет следующие функции:

- подключение прикладных пакетов с содержанием теоретического материала по изучаемым дисциплинам;

- организация контроля знаний методом тестирования на всех этапах обучения;

- подключение специальных пакетов для исследования механизмов и контроля расчётных процедур;

- корректирование представляемой информации, списков обучаемых, формирование контрольных вопросов и заданий;

- анализ результатов тестирования и качества тестовых заданий.

Одним из элементов КМК_ТММ является информационная среда, компонентами которой являются:

- прикладные пакеты с содержанием теоретического материала по изучаемой дисциплине, выполненные в различных форматах;

- система тестирования, которая реализует пять типов тестовых заданий: выбор (т), выбор, задачи, набор, да/нет, и применяется на всех этапах обучения в различных формах;

- специальные расчётные пакеты, которые используются для всестороннего исследования механизмов разного типа и выполнения лабораторного практикума с компьютерной поддержкой [3].

Разработка и внедрение информационных сред требует внимательного подхода и четкого понимания важности использования каждого из её элементов. Материал, наполняющий информационную среду, должен базироваться на последних научных достижениях, иметь модульную структуру с логическими связями между модулями других дисциплин для формирования базы знаний предметной области получаемой специальности. В настоящее время задача создания ИС_Д особенно актуальна т.к. затем на их основе должна формироваться информационная среда специальности (ИС_С).

Кафедра механики машин и САПР МГУ имени адмирала Г.И. Невельского имеет некоторый опыт создания информационной (компьютерной) среды по теории механизмов и машин (ИС_ТММ), которая строится по модульному принципу. Все модули тесно связаны между собой, при этом осуществляется промежуточный тестовый контроль по каждому модулю. Количество модулей и их содержание зависит от объёма дисциплины, например, разработанный нами курс ТММ для механических специальностей состоит из 7 модулей. Каждый модуль содержит: входной тестовый контроль, лекции, практические занятия, лабораторные занятия, курсовое проектирование, выходной тестовый контроль.

Структура ИС_ТММ:

- инструментальные средства для организации обучения в автоматизированном режиме (АСОО «КОБРА») и для курсового проектирования (VSE, ДИНАМО);

- лекции, выполненные в системе "Power Point" (всего 26);

- фрагменты компьютерных учебников в разных форматах;

- система тестового контроля (входной и выходной контроль для семи модулей курса ТММ, каждый из которых содержит 5 типов тестовых заданий);

- задания и методические пособия по курсовому проектированию;

- методические указания по лабораторному практикуму;

- организационные материалы.

ИС_ТММ в составе АСОО «КОБРА» установлена в сети университета, доступна для обучаемых с любого компьютера. Она используется в процессе аудиторных занятий и для организации самостоятельной работы студентов. Кроме того, она записана на диски и обучаемые имеют возможность заниматься индивидуально в удобное время, в приемлемом для них ритме и режиме.

Наиболее сложным элементом КМК_ИД являются современные лабораторные установки. Учебные стенды по теории механизмов и машин (ТММ) были созданы в середине двадцатого века и, к сожалению, к настоящему времени устарели и физически и морально. Назрела острая необходимость создания принципиально новых.

Создание КМК_ИД требует значительных финансовых вложений и кооперирования интеллектуальных ресурсов на уровне региона, страны, а возможно и нескольких государств. Кафедра «Механика машин и САПР» предлагает реализовать совместный проект «Разработка компьютерно-механического комплекса по теории механизмов и машин (КМК_ТММ)». Конечным результатом проекта должен стать комплекс в виде лаборатории с набором современного лабораторного и компьютерного оборудования, методического и программного обеспечения, а также компьютерного диска и твёрдой копии руководства по его использованию. Этот проект долгосрочный, но его можно реализовать поэтапно.

После реализации этого проекта можно на этой основе реализовать и другие: КМК по механике (КМК_М), прикладной механике (КМК_ПМ), деталям машин и основам конструирования (КМК_ДМ и ОК) и другим инженерным дисциплинам.

В последнее десятилетие практически решена проблема оснащения учебных заведений компьютерной техникой, все высшие учебные заведения имеют выход в Интернет. Однако наличие техники и выхода в Интернет не решает проблемы организации обучения на современном уровне. Требуются специальные программные средства и технологии обучения, адаптированные к конкретной методике обучения конкретной дисциплине, преподаватели, владеющие компьютерными технологиями обучения.

КМК_ИД, созданные на основе КТО, позволят существенно изменить формы и методы обучения, включив в него прогрессивные методы представления информации, приёмы развития творческих способностей личности, реализовать идеи открытого (дистанционного) образования и по инженерным направлениям. Целесообразно активизировать интеграционные процессы в области разработки и использования КТО, создания единого образовательного информационного пространства и инфраструктуры по группам инженерных дисциплин.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Kuzlyakina V. V., Kholina N.N., Computer-Aided Course Project Work in "Mechanism and Machine Science" Course, In: Proceedings of the 11th World Congress in Mechanisms and Machine Science, China, vol.2, pp.669-672, 2004
2. Кузлякина В.В.«Компьютерно -механические комплексы по инженерным дисциплинам», Материалы конференции «Основы проектирования и детали машин - XXI век», Орёл, 2007 г.
3. Kuzlyakina V. V., Information Environment for "Mechanism and Machine Science" Course, In: Proceedings of the 11th World Congress in Mechanisms and Machine Science, China, vol. 2, pp. 685688, 2004.

Библиографическая ссылка