CC BY
15
СТРУКТУРА ИНФОРМАЦИОННО-ОБУЧАЮЩЕГО КОМПЛЕКСА
ПО ЛАЗЕРНЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ
Б.В. Волковыский, Е.Б. Яковлев
Лазерные технологии обработки широко применяются в производственных процессах и являются перспективным направлением развития современной промышленности.
Численное компьютерное моделирование технологических процессов лазерной обработки позволяет рассчитать параметры воздействия, не прибегая к более дорогостоящим экспериментальным исследованиям, и без привлечения дополнительного персонала автоматически организовывать "базы знаний" по рассчитанным технологическим процессам, которые могут быть использованы как справочный материал при выборе вариантов обработки. Компьютерные модели механизмов лазерной обработки также могут применяться в обучающих системах, в том числе дистанционных, когда у обучаемого нет возможности провести эксперимент. Подробная визуализация работы численной модели позволяет обучаемому представить динамику процессов, происходящих при лазерном воздействии.
Обзор существующих отечественных обучающих систем, доступных широкому кругу пользователей, показал, что подобный подход реализован не был, несмотря на очевидные выгоды: удешевление процесса обучения путем замены экспериментов на стендах компьютерным моделированием, возможность развертывания компьютерных " баз знаний" на предприятиях и в учебных заведениях, широкие возможности обмена информацией о рассчитанных технологических процессах.
Основная стратегия дистанционного обучения (ДО) состоит в следующем [1]: "...Создать сеть учреждений дистанционного образования, обеспечив правовую, нормативную, методическую основу для их функционирования и развития. Дистанционное образование, основанное на использовании современных информационных и коммуникационных технологий, позволит осуществить многоцелевые, в том числе трансдисциплинарные, образовательно-профессиональные программы, доступные различным социальным группам и слоям населения. Особое значение дистанционное образование имеет для развития образовательных учреждений в сельской местности, в отдаленных районах, а также для сферы повышения квалификации и переподготовки специалистов". Таким образом, в перспективе образование должно опираться на развитые системы ДО.
Разрабатываемая обучающая система предназначена для комплексной подготовки студентов по дисциплинам лазерных технологий и проверки полученных знаний. Она состоит из пяти основных модулей: справочно-информационного, модуля тестирования обучаемых, модуля виртуальных лабораторных работ, модуля форумов по темам обучения и административного модуля. [2]
Справочно-информационный модуль реализован в виде HTML-страниц, сгруппированных по тематике и снабженных поисковой системой с целью максимального облегчения пользования информацией. Использование языка HTML позволяет сопровождать текстовый материал графикой, звуком и анимацией. Этот модуль содержит набор лекционных материалов по теме обучения.
Модуль тестирования написан с использованием языков PHP и JavaScript и представляет собой систему on-line тестирования с возможностью хранения вопросов и результатов тестирования пользователей в базе данных. Использование в этом модуле языков PHP и JavaScript в совокупности с базой данных MySQL позволяет создавать гибкие системы тестов со случайной выборкой вопросов, заданием времени ответа на вопрос и тест в целом, а также централизованное хранение результатов тестирования пользователей.
Модуль виртуальных лабораторных работ написан с использованием языков PHP, JavaScript и технологии Flash, он обеспечивает расчет и визуализацию хода эксперимента, заданного пользователем. Благодаря использованию технологии Flash ход эксперимента может быть показан динамически созданным анимационным роликом, что улучшает восприятие и понимание сути происходящего процесса. Модуль форумов (коллоквиум) по темам обучения позволяет ученикам обсуждать вопросы, возникающие в процессе обучения и консультироваться, со специалистами, ведущими курс дистанционного обучения. По материалам форума может быть создана база данных "Вопрос - Ответ", которая гармонично дополнит справочно-информационный модуль. Административный модуль предназначен для контроля профессорско-преподавательским составом хода обучения студентов: проведения лабораторных работ, прохождения тестов, обращения к лекционному материалу, участия в форумах (коллоквиумах).
Подобный подход позволяет провести комплексную подготовку и начальное тестирование знаний учащегося, что не отменяет обязательного очного тестирования учеников в установленном порядке (по окончании раздела, темы, учебного курса и т. п.)
Предлагаемый проект основан на использовании WEB-сервера Apache с поддержкой языка серверных скриптов PHP и базы данных MySQL, что обеспечивает возможность распределения обучающей системы на нескольких компьютерах, объединенных в сеть. Выбор программных продуктов продиктован их высокой производительностью, стабильностью работы (по сообщениям сайта www.netcraft.com, 61% WEB-серверов работают под управлением Apache), наличием их версий под практически любые современные системы (Windows, Linux, FreeBSD, Sun Solaris) и условием их распространения (бесплатно, включая исходные коды). На первом этапе разработки проекта планируется создать набор лекционного материала и лабораторных работ по технологиям лазерной обработки материалов, однако его модульная структура предусматривает легкость добавления на следующих этапах новых информационных материалов и контрольных элементов, что в перспективе позволяет масштабировать систему с целью включения в нее дополнительных изучаемых предметов, вплоть до создания комплексной информационно-обучающей системы в рамках кафедры, факультета, института или даже города.
В отличие от обучающих программ, распространяемых на жестких носителях (CD-ROM), разрабатываемая система позволит обеспечить постоянную актуальность информационного материала без необходимости активных действий пользователя: так как все данные централизованно хранятся на специально выделенной машине -сервере, обновление контента осуществляется системным администратором без дополнительных затрат на распространение обновлений на носителях пользователей.
Заключение
Предлагаемая система дистанционного обучения направлена на создание максимально удобных условий работы как для обучаемых, так и для преподавателей. Обладая модульной структурой, малыми требованиями к аппаратному обеспечению клиентской и серверной части и будучи платформонезависимой, она может быть развернута практически в любых компьютерных сетях и содержать неограниченное количество учебных и тестовых материалов, при этом сохраняя возможность централизованного администрирования. Добавленные материалы становятся доступными для учащихся сразу, без необходимости дополнительных действий с их (учащихся) стороны.
Литература
1. Основные положения концепции очередного этапа реформирования системы образования // Педагогический калейдоскоп. 1997. 32.
2. Полат Е. С. Дистанционное обучение. М: "Издательский центр ВЛАДОС", 1998.
