Научная статья на тему 'Постановка задач по созданию электронного учебника по дисциплине «Расчет и конструирование машин»'

Постановка задач по созданию электронного учебника по дисциплине «Расчет и конструирование машин» Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

CC BY
1471
195
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по наукам об образовании, автор научной работы — Декина Юлия Игнатьевна, Попова О. Г.

Представлены результаты анализа литературных данных об обеспечении современного высшего образования электронными учебниками по инженерным дисциплинам. Выявлена актуальность создания электронного учебника по дисциплине «Расчет и конструирование машин». Поставлена цель создать такой учебник, определены конкретные задачи для ее достижения. Предложена структура учебника с технологической точки зрения, представлена схема части учебника, посвященной вращающимся элементам технологического оборудования и критическим скоростям валов. Библиогр. 4. Ил. 1.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Results of the analysis of the literary data on maintenance of modern higher education with electronic textbooks on engineering disciplines are submitted. The urgency of creation of the electronic textbook on discipline "Calculation and designing of machines" is revealed. As a result of the analysis the purpose of creation of such textbook is put and specific targets for its achievement are determined. The structure of the textbook from the technological point of view is offered, and also the developed circuit of a prospective part of the textbook devoted to rotating elements of the process equipment and critical speeds of shaft is submitted.

Текст научной работы на тему «Постановка задач по созданию электронного учебника по дисциплине «Расчет и конструирование машин»»

УДК 531

Ю. И. Декина, О. Г. Попова Астраханский государственный технический университет

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ПО СОЗДАНИЮ ЭЛЕКТРОННОГО УЧЕБНИКА ПО ДИСЦИПЛИНЕ «РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МАШИН»

Интенсивное развитие химической и пищевой промышленности в России является одной из важнейших задач ученых, рабочих и инженерно-технических работников промышленности и строительства. В настоящее время химическая и пищевая промышленность способна обеспечить народное хозяйство высококачественными, уникальными и ранее неизвестными техническими материалами, значение которых трудно переоценить. Выполнение программы развития химической и пищевой промышленности в России потребует дальнейшего развития проектных и конструкторских работ по созданию эффективного и высоконадежного оборудования. Этим занимаются многие специалисты, но приоритет отдается именно инженерам. При проектировании химических и пищевых производств ведущая роль принадлежит инженеру-технологу и ин-женеру-механику.

Многие элементы конструкций машин или аппаратов являются общими для оборудования пищевых и химических производств. К таким общим элементам рассматриваемого оборудования относятся обечайки, днища, фланцевые соединения, укрепление отверстий в оболочках, узлы сопряжения оболочек, узлы уплотнений, валы, диски, быстроходные оболочки, тихоходные барабаны и др.

Значительная часть технологического оборудования относится к машинам и аппаратам ротационного действия, т. е. это машины с вращающимися элементами. Роторы таких машин, состоящие из вала с посаженными на него дисками или другими массивными телами, при некоторых условиях подвержены значительным колебаниям и вибрациям. Примером могут служить роторы паровых и гидравлических турбин, центробежных насосов, турбокомпрессоров, центрифуг, валы редукторов с посаженными на них колёсами и т. д. При определенных скоростях вращения, называемых критическими, колебания усиливаются и становятся опасными для работы.

Кроме того, для повышения быстроходности машин и снижения металлоемкости их конструкций необходимы исследования динамических режимов механизмов и машин и теоретические методы динамических расчетов.

Конструкцию аппарата или машины разрабатывают исходя из основных технических требований, предъявляемых к оборудованию, и условий его эксплуатации. К числу основных требований относятся назначение и среда, техническая характеристика (производительность, емкость, поверхность теплообмена, потребляемая мощность, частота вращения и т. д.), параметры технологического процесса (давление и температура), а также надежность и безопасность. Наряду с этим ведётся множество расчетов по главным критериям работоспособности [1].

Из вышесказанного очевидно, что весьма полезным для подготовки инженеров-механиков различного направления было бы создание электронного учебника, который позволит охватить разнообразные проблемы динамики машин, конструирования машин и механизмов, в частности вопросы вращающихся элементов технологического оборудования, критических скоростей валов, а также теории расчета оболочек и пластин и разработку наглядных примеров решения этих задач с применением современных методов и вычислительной техники.

В настоящее время в различных регионах идет эксперимент по совершенствованию содержания высшего образования. Анализ материалов эксперимента показывает, что учебные средства и организация учебного процесса в вузе должны позволить студентам, по их инициативе, выбирать уровень сложности и способ изучения материала; овладевать навыками самообразования; включиться в творчество в соответствии с их интересами и возможностями; получить помощь в выполнении упражнений и домашних заданий; рефлексировать свои возможности учиться и решать задачи; проверить свои знания и своевременно осуществить корректировку своей подготовки и др. Изучение только этой части эксперимента показывает, что учебники на бумажном носителе принципиально не могут удовлетворить таким требованиям. Отсюда по-

нятна актуальность разработки электронных учебников [2]. Ввиду этого учеными, педагогами, специалистами информационно-библиотечной и других сфер ведутся разработки основных принципов, характеризующих современный электронный учебник, его подготовку, распространение, применение и т. п. (А. А. Беляев, В. А. Вуль, Е. Г. Коротаева, М. В. Моисеева, Е. С. Полат, А. Е. Петров и др.). Большое значение уделяется и процессу создания электронных учебников.

В. М. Гасов и А. М. Цыганенко, говоря о технологии создания гипертекстовых изданий, выделяют в ней следующие составляющие: содержание; оформление; программные средства, которые во взаимодействии с аппаратными средствами и позволяют получить полноценный электронный учебник [3, 4].

Основной задачей электронного учебника является интеграция вопросов динамики машин и основ конструирования оборудования пищевых и химических производств в единое целое. Навигация по курсу предполагается аналогичной навигации в гипертекстовых страницах, программа может быть легко интегрирована в сеть Интернет. Наибольшие преимущества использования Интернет состоят в том, что он дает доступ как студенту, так и преподавателю к образовательным ресурсам, накапливаемым в сети, и возможность дистанционного обучения. Использование стандартных, открытых Интернет-технологий и платформ позволят постепенно наращивать функциональность и содержание электронного учебника. Электронный учебник дает возможность преподавателю экономить время и сочетать индивидуальный подход и статистический учет достижений студента.

Актуальность электронного учебника состоит в том, что:

— в нем предполагается собрать теоретический материал по вопросам динамики машин, конструирования машин в простой и легкодоступной форме;

— учебник должен носить не только информационный, но и обучающий характер;

— возможно использование учебника в системе современного дистанционного образования;

— индивидуализация процесса обучения позволит студентам работать в оптимальном для них темпе.

Таким образом, нами поставлена цель, которая заключается в разработке электронного учебника по дисциплине «Расчет и конструирование машин».

Для достижения поставленной цели нами определены следующие задачи:

— подобрать теоретический материал и представить его в структурированном виде;

— иллюстрировать лекции интерактивными наглядными примерами;

— разработать практические задания к курсу и привести их после теоретического материала;

— наполнить программу заданиями для самостоятельного решения;

— выбрать программную основу для создания учебника и реализовать в ней поставленную цель.

Учебник в составе электронного курса предполагается создать в гипертекстовом формате.

Он должен включать в себя оглавление; теоретический материал; материалы практических занятий; методическое обеспечение дисциплины; приложения; предметный указатель; список литературы. Предполагается включить в электронный учебник большой объем справочных материалов и ГОСТов, что позволит уменьшить затраты времени при расчетах конкретных задач.

Учебник должен обеспечивать:

— интуитивно понятную навигацию по курсу;

— возможность возврата к открытой ранее главе;

— изменение визуальных размеров учебника на экране наиболее удобным для пользователя образом, а также на полный экран;

— копирование текста с иллюстрациями в распространенные форматы файловых документов;

— распечатку учебника на принтере;

— возможность редактирования преподавателем содержания теоретической части, а также практических заданий.

Электронный учебник предполагается представить в виде нескольких блоков. Одним из таких блоков будет, например, раздел, посвященный вращающимся элементам технологического оборудования, а также критическим скоростям валов. Далее предложена структурная схема данной части электронного учебника.

Электронный учебник предназначен также для дистанционного изучения курсов «Расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых и химических производств», «Динамика машин и механизмов» и может быть использован студентами и инженерами-проектировщиками химических и пищевых производств.

Электронный учебник позволит достаточно глубоко изучить теории расчета оболочек вращения и пластин, критических скоростей валов, динамику машин и механизмов, самостоятельно усвоить применение теоретических основ для решения конкретных инженерных задач с различными начальными условиями работы аппаратов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Расчет и конструирование машин и аппаратов химических производств: примеры и задачи: Учеб. пособие для студ. втузов / Под ред. М. Ф. Михалева. - Л.: Машиностроение, 1984. - 301 с.

2. Овакимян Ю. О., Чистов В. В. Об интерактивных электронных пособиях: новые информационные технологии // Наука и школа. - 2004. - № 2. - С. 37-41.

3. Вуль В. А. Электронные издания. - М.; СПб.: Петербург. ин-т печати, 2001. - 308 с.

4. Гасов В. М., Цыганенко А. М. Методы и средства подготовки электронных изданий: Учеб. пособие. -М.: МГУП, 2001. - 735 с.

Получено 17.12.2006

DEFINITION OF THE PROBLEM ON CREATION OF ELECTRONIC TEXTBOOK ON DISCIPLINE "CALCULATION AND DESIGNING OF MACHINES”

Yu. I. Dekina, О. G. Popova

Results of the analysis of the literary data on maintenance of modem higher education with electronic textbooks on engineering disciplines are submitted. The urgency of creation of the electronic textbook on discipline "Calculation and designing of machines" is revealed. As a result of the analysis the purpose of creation of such textbook is put and specific targets for its achievement are determined. The structure of the textbook from the technological point of view is offered, and also the developed circuit of a prospective part of the textbook devoted to rotating elements of the process equipment and critical speeds of shaft is submitted.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.