CC BY
243
УДК 62-2 Н. В. САВИНОВА
Уральский государственный горный университет, г. Екатеринбург
КОМПЬЮТЕРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО КУРСУ «ДЕТАЛИ МАШИН И ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ»________________________________
В современных условиях закрепление инженерных знаний обучающихся, проведение научно-исследовательской работы и оценки уровня подготовки необходимо проводить с использованием информационных технологий.
Ключевые слова: детали машин, компьютерный практикум, тестирование, АРМ Win-Machine.
Инженером в соответствии с фундаментальной и специальной подготовкой могут выполняться следующие виды профессиональной деятельности: проектно-конструкторская, организационно-управленческая, производственно-технологическая, эксплуатационная, научно-исследовательская. Федеральный государственный стандарт по различным направлениям инженерной подготовки требует от выпускников перечень профессиональных умений:
— выполнение работы в области научно-технической деятельности;
— проведение технико-экономического анализа объектов;
— участие в исследовательских работах, связанных с испытаниями оборудования и внедрением его в эксплуатацию;
— изучение и обобщение, анализ и систематизация информации;
— осуществление экспертизы оборудования;
— организация работы по повышению научнотехнических знаний и т. д.
На современном производстве ни одно из перечисленных требований не может быть реализовано без использования CAD/CAM/CAE/PDM систем. Специалист, выходя из вуза, должен обладать навыками работы в сфере этих систем, быть готовым к бурному развитию технологий САПР.
Курс «Детали машин и основы проектирования» завершает блок общетехнических дисциплин. Базируясь на чрезвычайно обширном объеме знаний, полученных ранее, он дает студентам возможность применить их при проектировании отдельных частей и машин в целом. В соответствии с современными требованиями, учебная программа этой дисциплины должна обеспечить наряду с традиционными знаниями получение навыков работы с использованием компьютерных технологий.
Аудиторные занятия по дисциплине «Детали машин и основы проектирования» традиционно делятся на лекционные, практические и лабораторные. Для освоения компьютерных программ наиболее удобными являются лабораторные работы, поэтому целесообразно изменить соотношение практических и лабораторных занятий в пользу последних.
В сложившиеся лабораторные работы необходимо ввести компьютерный практикум, который позволит учащимся наглядно представить, понять и закрепить сложные явления и зависимости. Исполь-
зуя репродуктивный и проблемно-поисковый методы познания, студент в процессе практикума самостоятельно приобретает навыки работы с использованием информационных технологий.
Опыт реализации такого подхода осуществлен на кафедре «Горные машины и комплексы» Уральского государственного горного университета. До начала изучения курса «Детали машин и основы проектирования» студенты имеют опыт работы в программах инженерного анализа [1]. Они получают его в рамках «вычислительной практики», на которой знакомятся с системами АРМ WinMachine и Solid Works.
Лабораторные работы по «Деталям машин» были переработаны для получения более глубоких навыков работы в многомодульной инженерной среде АРМ WinMachine. Сейчас с применением расчетных модулей выполняются следующие работы:
— сварные соединения (модуль АРМ Joint);
— болтовые соединения (модуль АРМ Joint);
— редукторы цилиндрические (модуль АРМ Trans);
— редукторы червячные (модуль АРМ Trans);
— ременные передачи (модуль АРМ Trans);
— валы (модуль АРМ Shaft).
Рассмотрим для примера содержание работы «Редукторы цилиндрические». Первая часть лабораторной работы традиционна, студенты выполняют разборку редукторов, обмеры входящих элементов, определение параметров быстроходной и тихоходной ступеней. Следующая часть работы включает в себя проверочный расчет по крутящему моменту одной из передач в модуле APM Trans. Для быстрого освоения программы в методических разработках студентам дается весь ход последовательно выполняемых действий. Предлагаемый алгоритм и есть освоение и закрепление знаний репродуктивным методом, который формирует навык работы, но, к сожалению, не способствует развитию творчества.
Для развития творческого мышления в следующей части практикума используются приемы проблемнопоисковых методов обучения. Они направлены на развитие методологической рефлексии, логического и абстрактно-теоретического мышления студента. Задания этой части направлены на формирование и доказательство гипотез, т. е. установление или уточнение взаимоотношений между исследуемыми параметрами [2]. Разработчики этого направления предлагают реализовать такие задания на базе специально
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (110) 2012 ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ
ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (110) 2012
Рис. 1. Отработка гипотез
разработанного виртуального лабораторного практикума, выполненного в Microsoft Office Excel.
Для доказательства гипотез вполне подходят многие инженерные компьютерные системы. Мы на занятиях используем АРМ WinMachine, тем более что это способствует закреплению навыков работы в этой программе. На рис. 1 проиллюстрирован процесс отработки гипотезы «При увеличении модуля зацепления и неизменности межосевого расстояния количество зубьев ... (уменьшится / увеличится / останется неизменным)». Из обширного списка имеющихся гипотез преподавателем выбирается и предлагается студенту некоторый перечень, который может быть изменен и дополнен студентом.
В лабораторных работах, где объем измерений и расчетов «в ручную» не велик, например, «Ременные передачи», задания, выполняемые в модуле APM Trans носят исследовательский характер (рис. 2). Многовариантность решений позволяет студентам выполнить оптимизационный поиск при заданных критериях.
После завершения лабораторной работы следует ее защита, проходит она в форме тестирования. Эта часть лабораторной работы кроме своей основной функции позволяет студенту поэтапно готовиться к участию в федеральном интернет-экзамене.
Наш вуз ежегодно участвует в проводимом Национальным аккредитационным агентством в сфере образования федеральном интернет-экзамене в сфере профессионального образования (ФЭПО). Как считают в министерстве образования, участие в ФЭПО способствует созданию системы обеспечения качества подготовки студентов на основе независимой внешней оценки. Суть интернет-экзамена состоит в том, что студенты одного направления разных вузов по всей стране, используя современные компьютерные технологии, оцениваются по одним и тем же аттестационным педагогическим измерительным
материалам (АПИМы) в одно и то же время. Споры о содержании и корректности тестовых вопросов будут продолжаться еще долго, но с привлечение педагогов всей страны для проведения онлайн экспертизы повышает качество вопросов год от года. По результатам интернет-экзамена преподаватель волен оценить работу студента за весь курс, поэтому в последний год тестирование в УГГУ проводилось непосредственно в экзаменационную сессию. Раз есть экзамен, то наша задача подготовить студента как к его содержанию, так и к его форме.
За годы проведения интернет-экзамена произошло накопление тестовых вопросов, они и легли в основу создания тестов для защиты лабораторных работ. Для проведения тестирования мы используем автоматизированную систему оценки и контроля знаний (АСКОЗ), разработанную в учреждении высшего профессионального образования «Государственный университет учебно-научно-производственный комплекс», г. Орел. Программа является инструментом комплексной оценки знаний по дисциплине «Детали машин и основы проектирования». Основу системы составляет программная оболочка и база данных с вопросами, объединенных в разделы. Отличительной особенностью программы является ее универсальность, что достигается благодаря четкой иерархической структуризации дисциплин, разделов, вопросов [3]. База данных легко пополняема, что и позволило создать новые разделы и наполнить их вопросами из единого федерального банка измерительных материалов (рис. 3).
Навыки, полученные студентами при выполнении практикума, закрепляются в курсовом проектировании. Наряду с традиционными расчетами студентам предлагается выполнять проверочные расчеты, используя следующие модули: АРМ Drive, APM Trans, АРМ Shaft, АРМ Bear, АРМ Joint. Для эскизной компоновки используются АРМ Graph и АРМ Base. Вы-
Рис. 2. Исследование зависимостей параметров ременных передач
7'Автоматизированная система оценки и контроля знаний
Рис. 3. Защита лабораторных работ тестированием
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (110) 2012 ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ
299
ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (110) 2012
полняя расчеты в АРМ ШтМасЫпе, студент на практике осваивает несложные методы оптимизации, критерии которых определяется заданием проекта.
В заключение хотелось бы подчеркнуть, что сочетание теоретических знаний с навыками их применения в информационных технологиях — это необходимость современного образовательного процесса.
Библиографический список
1. Савинова, Н. В. Опыт внедрения программ инженерного анализа в специальные дисциплины / Н. В. Савинова // Омский научный вестник. — 2010.— № 1(87). — С. 241 — 243.
2. Жуков, В. А. Виртуальный лабораторный практикум по прикладной механике / В. А Жуков, Б. С. Иванов, С. Г. Чул-
кин // Основы проектирования и детали машин — XXI век : материалы II Всерос. науч.-метод. конф. — Орел : ОрелГТУ, 2010. - С. 53-57.
3. Савин, Л. А. Методологические аспекты общеинженерной подготовки: проблемы и предложения / Л. А. Савин // Основы проектирования и детали машин — XXI век : материалы II Всерос. науч.-метод. конф. — Орел : ОрелГТУ, 2010. — С. 67—73.
САВИНОВА Наталья Владимировна, кандидат технических наук, доцент (Россия), доцент кафедры горных машин и комплексов.
Адрес для переписки: па1а1і_8ауіпоуа@шаі1.т
Статья поступила в редакцию 12.12.2011 г.
© Н. В. Савинова
УДК 378.147:004.738.5:378.662(574.3) В. Д. ЭТТЕЛЬ
Н. Н. КРАСНОВА Н. В. МУТОВИНД С. В. РОМАНОВ
Карагандинский государственный технический университет, Республика Казахстан
ЭЛЕКТРОННЫЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В КАРГТУ:
ТЕКУЩЕЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ___________________________
По оценке внешних экспертов, в КарГТУ имеет место высокий уровень развития электронных образовательных технологий. Широко применяются кейсовая и сетевая технологии дистанционного обучения. Развитие за последние 2,5 года серверного и коммуникационного оборудования создает предпосылки для внедрения в учебный процесс ^-технологий, реализуется Международная образовательная программа «Синергия». В КарГТУ созданы все условия для повышения квалификации в области информационно-телекоммуникационных технологий.
Ключевые слова: электронная образовательная технология, технология дистанционного обучения, электронное обучение, Web-технология, кейсовая и сетевая технологии.
В формировании интеллектуального капитала значимая роль отводится вузовской системе образования, в том числе и электронного, позволяющего интенсифицировать процесс обучения.
Высшее образование переживает «истинную революцию», заявил Генеральный директор ЮНЕСКО Коитиро Мацуура на Всемирной конференции ЮНЕСКО по высшему образованию, сказав, что движущими силами, под воздействием которых происходит его трансформация — это информационные и телекоммуникационные технологии.
В связи с этим главной задачей казахстанской образовательной политики является обеспечение современного качественного образования на основе сохранения его фундаментальности и соответствия актуальным и перспективным потребностям развития личности, общества и государства.
Важным фактором повышения качества обучения студентов является и то, что в системе професси-
ональнои подготовки и переподготовки кадров, в формировании их интеллектуального потенциала все большую значимость приобретает электронное образование. Последнее применяется в Европе достаточно широко, практически каждый университет имеет виртуальный кампус. Так, в свободном университете Берлина с 2004 года работает учебная платформа e-learning, нацеленная на рациональное совмещение очных и онлайновых образовательных мероприятий. Основную роль в воплощении этой концепции играет центральная образовательная платформа университета (Blackboard), предлагающая студентам множество интерактивных функций. В университете Аахена создан учебный портал LIP, предлагающий студентам электронную поддержку в течение всего процесса обучения — посещение виртуальных лекций, доступ к актуальной информации и электронным материалам, таким как скрипты, файлы и видеозаписи лекций. В университете Штут-
