CC BY
256
Федеральный портал "Инженерное образование"
^ электронный журнал
ОБРАЗОВАНИЕ
Инженерное образование Ассоциация технических университетов
#12 декабрь 2006
Общие проблемы
инженерного
образования
Инженер в современной России
Наука в образовании: Электронное научное издание
CALS-технологии
Зарубежное образование
История технического прогресса
Учебные программы Будущий инженер Вне рубрик
English Library
Пресс-релизы
Библиотека
Конференции
Выставки
Форум
Доска объявлений
Архив
Переписка
Информация о проекте About project
Найти!
# Гос. регистрации 0420700025
ISSN 1994-0408 Ред. совет Специальности Рецензентам Авторам English Koi-8 Win
Найти выделенное
Информационные технологии при подготовке инженеров по общепрофессиональной дисциплине «Теория механизмов и машин» #12 декабрь 2006
УДК 378.14:531.8
К.т.н., доц. В.Б.ТАРАБАРИН
кафедра "Теория механизмов и машин", тел. 263-65-29,
waltar@bmstu.ru
В данном разделе обобщается опыт работы по созданию учебно -методического комплекса по курсу «Теория машин и механизмов» (УМК - ТММ). Комплекс содержит: сайты с учебно-методическими материалами, виртуальный лабораторный практикум, учебную фильмотеку по ТММ, электронные материалы для чтения лекций в мультимедийных аудиториях, электронную библиотеку, виртуальный музей механизмов машин. Работа по разработке УМК - ТММ ведется на кафедре ТММ с 1997 года. За это время преподавателями кафедры и студентами факультета РК разработано несколько версий сайта УМК - ТММ. Сайт располагается по адресу tmm-umk.bmstu.ru. На нем размещены: лекции доцента Тарабарина В.Б. (курс объемом 51 час), тексты шести семинаров, материалы к лабораторным работам, разделы по домашним заданиям, курсовому проектированию, прикладным программам на MathCAD, фотогалерея моделей механизмов машин и галерея основоположников ТММ, тесты по разделам динамики механизмов и механизмам с высшими парами. За последний год материалы сайта были пересмотрены и отредактированы, изменен дизайн большинства разделов, существенно переработаны и дополнены раздел курсового проектирования и лекции. По-новому адресу (ранее сайт размещался по адресам library.bmstu.ru и cdlwww.bmstu.ru) удалось установить сервер «appach» и обеспечить функционирование раздела «Тесты». В настоящее время ведется подготовка материалов виртуального музея механизмов машин и виртуальной библиотеки по ТММ. Виртуальный музей будет содержать каталог филиала музея МГТУ им. Н.Э. Баумана «Кабинет моделей механизмов машин». В разделе «Виртуальная библиотека» будут размещены исторические книги и учебно-методические материалы (учебники и учебные пособия) по ТММ в форматах PDF и DJV. Сайт предназначен для студентов факультета РК специальностей РК-6,9,10, однако его успешно используют студенты других факультетов и других специальностей
Рассмотрим материалы сайта подробнее. На рис.1 приведена титульная или домашняя страница сайта. С этой страницы можно перейти к любому из 10 разделов сайта. Первый раздел «Из истории ТММ» содержит краткие справки о 38 ученых - основоположниках ТММ как научной дисциплины. На рис.2 приведена одна из страниц этого раздела, посвященная Роберту Виллису.
БиГОР
База и Генератор Образовательных Ресурсов
Второй раздел содержит информацию об авторе курса и 23 лекции, подготовленные доцентом Тарабариным В. Б. для студентов второго курса специальности РК-6. Большая часть этих лекций (21 лекция) выполнена в формате HTML, две лекции - в формате PDF. Эти две последние лекции являются факультативными. Одна из этих лекций посвящена механизмам старинной швейной машинки «Зингер», вторая -балансировочным станкам фирмы «Шенк». Эти две лекции построены в виде обзора с большим количеством иллюстраций. Кроме лекций в разделе размещены вопросы для подготовки к экзамену. На рис.3 показаны четыре экрана из раздела сайта «Лекции»: оглавление, два фрагмента из лекций в формате HTML и один из лекции в формате PDF.
Следующий раздел сайта - «Семинары». На семинарах и практических занятиях преподаватели рассматривают алгоритмы решения различных типовых задач. На сайте приведены некоторые из этих задач по шести разделам курса: структурный анализ рычажных механизмов, графическая и аналитическая (метод проекций векторного контура) кинематика, кинетостатика рычажных механизмов, кинематический анализ и синтез типовых планетарных механизмов, элементы эвольвентных зубчатых колес и передач. Первые четыре семинара обычно проводятся с использованием одной структурной схемы шестизвенного рычажного механизма. В примерах на сайте это выдержано в семинарах 2,3 и 4. В них используется шестизвенный механизм с двумя диадами (ВВВ и ПВП).
Раздел «Домашние задания» (Рис.4) содержит исходные данные к 32 вариантам заданий, два учебных пособия по выполнению домашних заданий (разных авторов), примеры выполнения ДЗ в среде MathCAD и примеры его оформления в среде AutoCAD.
В разделе «Курсовое проектирование» (Рис.5) приведены требования к содержанию и оформлению курсового проекта, справочные данные по единицам измерения, зубчатым передачам, планетарным и кулачковым механизмам. Здесь приводятся задания на курсовой проект для 60 вариантов, а также электронные версии учебных пособий по курсовому проекту, примеры выполнения курсового проекта с использованием MathCAD, AutoCAD и Компас 5.09, ГОСТы на кинематические схемы и диаграммы, требования к оформлению расчетно-пояснительной записки.
Раздел «Прикладные программы» содержит набор программ для решения типовых задач курса ТММ. Программы выполнены в среде Ма^САЭ 2000. В последней версии сайта данный раздел содержит программы по: метрическому синтезу рычажных механизмов, кинематическому анализу простейших рычажных механизмов, динамическому исследованию поршневого насоса, расчету эвольвентной зубчатой передачи и метрическому синтезу кулачкового механизма. Для использования этих программ на компьютере пользователя должен быть установлен Ма^САЭ версии 200И или выше. Программы на Ма^САЭ удобны и наглядны, запись математических выражений максимально приближена к форме, принятой в математике. В ходе решения, полученные результаты представляются в виде диаграмм и графиков. Если текст программы на Ма^САЭ оформить должным образом и дополнить необходимыми текстовыми комментариями, то в курсовом проекте он может служить разделом расчетно-пояснительной записки. Страница сайта из раздела «Прикладные программы» приведена на рис.6.
Раздел по лабораторным работам (Рис.7) содержит бланки отчетов из лабораторного журнала по ТММ и методические указания к восьми лабораторным работам, выполняемым в четвертом семестре всеми студентами, изучающими курс ТММ. Здесь же дана информация о новой типовой учебной лаборатории, разработанной кафедрой ТММ МГТУ им. Баумана совместно с Росучприбором. Приведены фотографии опытных образцов лабораторных установок, дано их краткое описание.
Рис.8. Титульная страница раздела «Тесты»
Раздел «Тесты» (Рис.8) предназначен для предварительного тестирования студентов перед проведением рубежного контроля. Раздел содержит материалы для рубежного контроля по разделам: 1 - динамика машинного агрегата, 2 - типовые механизмы с высшими парами. Предусмотрены два режима работы с программой: контроль и обучение. В билете на заданный вопрос предлагается пять вариантов ответа, из которых необходимо выбрать один правильный или неправильный. При входе в раздел студент должен зарегистрироваться, указав имя, адрес электронной почты и группу. Результаты тестирования запоминаются в файлах статистики и доступны только для преподавателя.
Важным и очень полезным является раздел УМК «Фотогалерея» в котором представлены фотографии моделей различных механизмов из коллекции кафедры ТММ МГТУ им. Баумана (Рис.9). Каждая фотография сопровождается краткой аннотацией с описанием механизма. В рассматриваемой версии содержится 110 таких фотографий. Всего коллекция кафедры ТММ МГТУ им. Н.Э. Баумана насчитывает около 400 моделей. В дальнейшем этот раздел сайта будет переработан в виртуальный музей механизмов. В него планируется включить информацию о коллекциях моделей механизмов других ВУЗов. Кроме того, в этом разделе сайта будут сделаны ссылки на существующие виртуальные музеи механизмов: музей Корнельского университета в США, музей Университета в Турине (Италия) и музей Университета в Киото (Япония). В ближайшем будущем кроме фотографий в разделе будут размещены небольшие клипы, демонстрирующие модели в движении.
Назначение самого «молодого» раздела сайта «Библиотека» - обеспечение доступа к редким историческим книгам по ТММ, а так же к учебникам, учебным пособиям и методическим указаниями прошлых лет издания (Рис.10). В нем хранятся издания, переведенные в электронный вид разработчиками сайта. Разработанная студентами кафедры РК-6 методика обработки изображений с последовательным использованием программ ABBYY FineReader 7.0 и Adobe
Photoshop 7, обеспечила хорошее качество изображения при малых размерах файлов. Книги после сканирования и обработки сохранялись в формате *.djv с помощью программы DjVu Solo 3.1. Это позволило обеспечить размер архивного файла около 6-7 Мб для книги объемом около 300 страниц. В первой версии библиотеки содержатся два раздела: «Исторический» и «Учебный». В настоящее время библиотека содержит готовых 11 электронных книг, примерно столько же находится в процессе обработки. В разделе приводятся ссылки на сайты электронных библиотек, содержащих книги по ТММ и истории механики, в частности на сайт Корнельского университета (США).
В последнем разделе сайта «Контакты» содержатся сведения о студентах принимавших участие в разработке сайта. Здесь указаны сроки выполнения работы, фамилии и имена разработчиков, их координаты (E-mail).
Первая версия сайта УМК-ТММ была размещена на сервере кафедры РК-6 в декабре 1999 года. С весны 2000 года студенты стали использовать ее. Появление в Интернете конспекта лекций на первом этапе резко снизило посещаемость лекций. Поэтому потребовались дополнительные мероприятия для ее повышения. Нужно было объяснить студенту, что наличие учебников и учебных пособий не решает проблем в освоении изучаемого учебного курса, что для успешного освоения учебной программы необходим весь комплекс учебных занятий: лекции, семинары, лабораторные работы, домашние задания и самое главное самостоятельная работа. Конечно, это не убедило некоторую часть студентов. В результате на экзамене потенциально сильные студенты показали посредственные результаты. Все это только подтвердило необходимость посещения и конспектирования лекций. Конспект лекции, записанный студентом своими словами и снабженный вычерченными им схемами и рисунками, является необходимым связующим звеном между лекциями и учебником. Необходимо отметить, что при изучении общеинженерных дисциплин студент на лекции должен обязательно сам выполнять чертежи и схемы. Использование раздаточного материала вредно, так как студент сразу получает результат и не участвует в процессе создания схемы или чертежа, не осваивает последовательность или «технологию» его изготовления. Функция электронного конспекта лекций - это дополнение, расширение и уточнение конспекта студента. Максимально приближенный к читаемому лекционному курсу, сохраняющий индивидуальные особенности изложения курса данным преподавателем электронный конспект при очном обучении является важным звеном между конспектом студента и учебником. Совершенно другие функции электронный конспект выполняет при заочном обучении. Значительно более компактный, чем существующие учебники, созданный не коллективом, а одним автором конспект является важным дополнением к существующим средствам обучения. Для выяснения возникающих вопросов и консультаций студент заочник должен иметь виртуальную связь с автором. Желательно, чтобы контрольные работы и экзамены принимались этим преподавателем.
Опыт эксплуатации остальных разделов сайта в целом положительный. Однако необходимо отметить, что учебные сайты должны иметь профессиональную поддержку. Работа по разработке, модернизации и эксплуатации сайта должна быть включена в часы первой половины учебного плана преподавателя. Кроме преподавателя необходимы инженеры-программисты, вэб-дизайнеры, операторы и другие специалисты, так как не только содержание, но и внешний вид страниц учебных сайтов должен отвечать современным требованиям. Созданные разделы должны проходить тщательное редактирование, так как неизбежные опечатки, недоработки и ошибки существенно осложняют дальнейшую работу преподавателя, хотя в определенном смысле, они играют и положительную роль.
Описанная в данной статье версия сайта УМК по ТММ является последней по времени, но далеко не окончательной стадией комплексной разработки. Последующие версии будут существенно расширены. В частности планируется ввести следующие разделы: задачник, виртуальные экскурсии, виртуальные лабораторные работы и другие, а также переработать и дополнить уже имеющиеся разделы. Планируется разработка двух версий УМК: сетевой - в виде сайтов на серверах МГТУ и персональной - на CD-диске. В версии на CD планируется приложение в виде набора компьютерных версий учебных кинофильмов.
Автор выражает благодарность студентам специальностей "Системы автоматизированного проектирования" и "Робототехнические системы", принявшим активное участие в разработке различных разделов сайта УМК-ТММ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Теория механизмов и механика машин: Учеб. для втузов/К. В. Фролов, С. А. Попов, А. К. Мусатов и др.; Под ред. К. В. Фролова. - 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Высш. шк.,1998. - 496 с., ил.
2. Попов С.А. Тимофеев Г.А. Курсовое проектирование по теории механизмов и механике машин: Учеб. пособие для машиностроит. спец. вузов/ Под ред. К.В. Фролова. - М.: Высш. шк., 1999. - 351 с., ил.
3. Тарабарин В.Б., Кузенков В.В., Фурсяк Ф.И. Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу ТММ. - М.: Изд-во МГТУ, 2000. - 75с., ил.
4. Артоболевский И. И., Эдельштейн Б. В. Сборник задач по теории механизмов и машин. Гл. ред. физ.-мат. литературы изд. «Наука», 1975.- 256 с., ил.
Публикации с ключевыми словами: образование - теория механизмов и машин - информационные технологии Публикации со словами: образование - теория механизмов и машин - информационные технологии См. также:
■ Минобрнауки проведет эксперимент по выдаче образовательных кредитов
■ Использование современных информационных технологий в системе дополнительного образования
■ ВЦИОМ: Нацпроект «Образование» - россияне о результатах первого года реализациич
■ Счетная палата РФ: Нацпроект «Образование» должен быть эффективнее
■ Технология Cell Broadband Engine поможет использовать мэйнфреймы IBM для поддержки виртуальных миров
■ Число бюджетных мест в вузах может быть увеличено по их заявкам
■ Университет Северной Каролины и IBM способствуют преодолению «цифрового неравенства» в штате Северная Каролина и за его пределами
Все публикации на ту же тему>> Написать комментарий >>
Журнал | Портал | Раздел Copyright © 2003 «Наука и образование. Инженерное образование» E-mail: magazine@xware.ru | тел.: +7 (495) 263-68-67
Вход для редакторов
