CC BY
35
сертификацией. И проблема не только финансовая, но и в том, что руководство старается скрыть опасные места в организации охраны труда. Из-за этого у организаций возникают про блемы с контрольноревизионными органами, поскольку предоставление льгот за вредный труд тоже зависит от результатов аттестации. Но следует отметить, что сознание многих грамотных руководителей меняется, наи олее дальновидные ра отодатели понимают, что тратить деньги на мероприятие «для галочки» не правильно, и стремятся извлечь из материалов по аттестации ра очих мест действительно реальную пользу, для того, что ы можно ыло олее эффективно организовать ра оту служ охраны труда.
Таким о бразом, в каждом конкретном случае вы бор того или иного пути улучшения условий труда и езопасности труда зависит от экономической целесообразности. Разработка организационной структуры о учения и повышения квалификации должна азироваться на строго научных принципах, к которым нео ходимо отнести выделение структуроо бразующих факторов, о беспечение территориально-отраслевой деятельности, подготовку специалиста без отрыва от производства. Все это позволит сформировать информационный фонд нормативно-правовых актов, содержащих единые
требования по вопросам обучения охране труда, а также связанных с ними документов отраслевой системы агропромышленного производства.
Внедрение и выполнение требований этих
нормативных документов позволит снизить
производственный травматизм и профзаболеваемость. Планомерная работа по проведению государственной политики в о ласти охраны труда в сельском хозяйстве и о беспечение безопасности работающих, реализация научно-о боснованных направлений
позволят осуществить принятие соответствующих адекватных решений по защите здоровья и жизни ра отающих в сельском хозяйстве.
Литература
1. Володин, H.A. Социальные приоритеты региона/
Н.А.Володин, В.М.Анисимов. - Москва Изд-во
«Экономика», 2004. - 350с.
2. Гусак-Катрич, Ю.А. Охрана труда в сельском хозяйстве/ Ю.А. Гусак-Катрич. - Москва: Изд-во Альфа-Пресс. - 2007. - 175с.
3. Полехина, Е.В. Повышение безопасности агропромышленного производства совершенствованием о учения охране труда/автореферат дисс. канди. тех. наук - Санкт-Петербург-Пушкин, 2010, с.15.
УДК 378.167.111:378-057.875:62
Э.В. Карпович, кандидат технических наук ФГОУ ВПО Орел ГАУ
ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОГРАММИРОВАННЫХ ПОСОБИЙ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ВЫСОКОКВАЛИФИЦИРОВАННЫХ АГРОИНЖЕНЕРНЫХ КАДРОВ
Рассмотрен комплекс программированных учебных пособий по различным дисциплинам и подробная методика его применения. Предлагаемые обучающие программы описаны в соответствии с классификацией, разработанной в РоссийскойАкадемии Обралования. Ключевые слова: программированные учебные пособия, методика применения, учебный процесс, самостоятел ная работа студентов, различные дисциплины.
Реформирование системы современного российского о разования направлено на подготовку в вузах творчески мыслящих молодых специалистов, хорошо знающих свою отрасль знаний, умеющих в своей ра оте использовать новейшие методы и технические средства, осо енно, вычислительную технику. В самом деле, можно с полным основанием утверждать, что именно высшая школа призвана ыть не только проводником, но и во многом стимулятором все олее полного использования вычислительной техники во всех сферах профессиональной деятельности - в производстве, науке, культуре и, в первую очередь, в самой системе высшего о бразования [1]. Задача большинства вузов, аграрных, в частности, по данному направлению формулируется так: каждый выпускник должен знать возможности ЭВМ и уметь применять их при выполнении своих профессиональных о язанностей.
The article describes complex of program training appliances in different disciplines which was worked out by the author and the detailed methods of its use. Proposed training programs are described in accordance with classification worked out in Russian Academy of Education.
Key words: program training appliances, the methods of its use, teaching, student's work without assistance, different disciplines.
Существенные изменения в содержании программ по различным дисциплинам, связанные с переходом в настоящее время на двухуровневую систему о бразования, спосо бствуют созданию новых форм и методик изучения уче бного материала. Поэтому на современном этапе проводимых реформ значительное внимание уделяется соответственно про лемам информатизации о разования и организации самостоятельной ра боты студентов [2, 3].
Информатизация о бразования - это процесс о еспечения сферы о разования методологией и практикой разработки и оптимального использования новых информационных технологий,
ориентированных на реализацию психологопедагогических целей обучения и воспитания. Одним из направлений процесса информатизации высшего о разования является создание методических систем о учения, ориентированных на развитие
интеллектуального потенциала о учающихся, на
формирование умений самостоятельно прио ретать знания, осуществлять учебную и экспериментальноисследовательскую деятельность, разноо разные
виды самостоятельной ра оты по о ра отке информации. Из всего многоо бразия спосо бов применения средств новых информационных технологий осо о следует выделить использование программированных уче ных посо ий в связи с их широкой популярностью в практике отечественного и зару ежного о разовательного процесса вследствие их неисчерпаемых потенциальных возможностей.
Изменения же в методике преподавания многих дисциплин предусматривают значительное увеличение временных ресурсов, выделяемых на самостоятельное изучение материала студентами [4]. Это очень трудоемкий и ответственный вид ра оты о учающихся, так как качество прио ретенных студентами знаний и умений в процессе самостоятельной ра оты должно ыть не ниже аналогичных показателей при традиционном изложении им материала. В связи с этим возникает про лема о о щения уже имеющегося опыта организации самостоятельной ра оты и поиска новых путей самостоятельного освоения уче ного материала студентами. В век урного развития компьютерных технологий открываются огромные возможности по увеличению наглядности изучаемого материала [5]. Именно поэтому одним из направлений совершенствования вузовской методики о учения и является создание и использование в уче ном процессе программированных уче ных посо ий.
Все сказанное выше, а также задачи развития вузовской науки, нео ходимость повышения эффективности всей деятельности высшей школы потребовали широкого оснащения ее современной вычислительной техникой и всестороннего ее использования. Применение ЭВМ при подготовке агроинженерных кадров возможно для совершенствования самых разных сторон уче ного процесса, организации самоо разования, развития системы дистанционного о учения, выполнения научно-исследовательских ра бот [6]. Использовать ЭВМ в уче ной ра оте можно на занятиях различного вида - на лекциях, семинарах, практических занятиях, занятиях с самостоятельным изучением материала студентами под контролем преподавателя, в ла ораторном практикуме, при подготовке курсовых работ и дипломных проектов. Причем, ЭВМ могут выступать здесь не только как средство автоматизации вычислений, но и как средство наглядности для интенсификации процесса освоения материала, как тренажеры для контроля знаний и умений, и в качестве ла ораторных установок, моделирующих реальные процессы и явления. Как правило, моделирование применяется в тех случаях, когда непосредственное натурное исследование физического явления невозможно или нецелесоо разно. Ведь ЭВМ дает возможность моделировать процессы лю ой сложности, в том числе и такие, которые нельзя на людать в о ычной о бстановке. Опыт использования ЭВМ в этих целях показывает, что такое моделирование повышает
интерес студентов к уче ному материалу, углу ляет его усвоение.
Осо бо следует выделить создание на базе ЭВМ программированных уче бных комплексов [7, 8, 9]. Их основное достоинство заключается в том, что они позволяют управлять процессом самостоятельной ра оты студента с учетом таких его индивидуальных осо енностей, как темп освоения изучаемого материала, нео бходимость разъяснений,
консультаций, уровень понимания.
Программированные уче бные комплексы могут быть с успехом использованы практически во всех видах уче ной ра оты. разумеется, эти комплексы отнюдь не подменяют преподавателя, они являются средством в его руках, позволяющим активно влиять на работу каждого студента. Описанные преимущества программированных уче ных комплексов дают возможность говорить о том, что их создание является перспективным направлением реорганизации уче ного процесса в аграрных вузах, позволяющим значительно поднять качество подготовки удущих специалистов. наи олее актуальной про лемой в настоящее время является разработка программированных уче бных комплексов, действующих в режиме диалога. Для эффективного функционирования программированных уче ных комплексов нео ходимы высокопроизводительные ЭВМ. Они должны о бладать высоким
ыстродействием и ольшим о ъемом памяти для того, что ы о еспечить минимально возможное время реакции на все действия студента.
на основе исследований ученых российской академии о разования составлены перечень методических целей и типология программированных уче ных посо ий по методическому назначению.
Цели, которые преследуются созданием программированных уче ных комплексов и внедрением их в процесс о учения, следующие:
1. Индивидуализация и дифференциация процесса о учения.
2. Самоконтроль и корректирование своих знаний студентами.
3. Тренировка в процессе усвоения учебного материала и развитие навыков самостоятельной ра оты о учающихся.
4. Сокращение затрат уче бного времени.
5. Визуализация уче ной информации, осо енно явлений, на людать которые в реальных экспериментах не представляется возможным.
6. Моделирование и имитация изучаемых или исследуемых о ъектов, процессов и явлений.
7. развитие наглядно-о разного, аналитического и логического мышления.
8. Формирование культуры уче бной
деятельности, информационной культуры.
Для достижения этих методических целей автором статьи создан оригинальный комплекс программированных уче ных посо ий для изучения различных дисциплин. Он разработан согласно указанной типологии и состоит из 20 программированных уче ных посо ий различной направленности, не имеющих аналогов.
Это 7 лабораторных работ:
• «Изучение фазового перехода первого рода»;
• «На блюдение термоэлектронной эмиссии и
изучение распределения термоэлектронов по
скоростям»;
• «Наблюдение и изучение явления поляризации света»;
• «Изучение поглощения света в различных средах»;
• «Определение удельного заряда электрона»;
• «Исследование магнитного поля тока»;
• «Определение скорости пули при помощи баллистического маятника».
А также 13 демонстрационно-тестирующих программ:
• «Магнитооптический эффект Фарадея»;
• «Электромагнитный метод разделения изотопов»;
• «Изучение электронного осциллографа»;
• «Расчет и визуализация результата сложения взаимно перпендикулярных коле аний»;
• «Демонстрация закона сохранения импульса»;
• «Демонстрация магнитного гистерезиса»;
• «Демонстрация модели атома водорода по Бору»;
• «Демонстрация модели стоячей волны»;
• «Электромагнитная индукция»;
• «Ток при размыкании и замыкании
электрической цепи»;
• «Фоторезисторы. Внутренний фотоэффект»;
• «Магнетрон. Циклотрон»;
• «Сложение гармонических коле баний».
Все эти программированные уче ные посо ия защищены авторскими свидетельствами и применяются в Орловском государственном аграрном университете (Орел ГАУ) с 2005 года, а также в других уче ных заведениях, о чем свидетельствуют 7 актов о внедрении в уче ный процесс ведущих о бразовательных учреждений Орловской о бласти. разра отанные автором программированные уче ные посо ия являются составной частью регионального депозитария электронных о разовательных ресурсов.
Согласно упомянутой выше типологии программированных уче ных посо ий по методическому назначению, отдельными классами выделены программные средства-тренажеры1, методически направленные на отра отку умений, навыков уче ной деятельности, помощь студентам при подготовке к занятиям или самостоятельном изучении материала, и контролирующие программные средства, методически направленные на контроль (самоконтроль) уровня овладения уче б ным материалом. Примером
программированного уче ного посо ия,
соответствующего методическому назначению лю ого из указанных классов, является посо ие «Изучение электронного осциллографа», которое можно с успехом применять в курсах электротехники, теоретических основ электротехники, электроники, физики. Оно предусматривает два режима функционирования.
Рисунок 1 - Программированное посо бие «Изучение электронного осциллографа» в режиме «Изучение»
Первый режим - «изучение» (рис. 1), когда при рассмотрении принципов действия электронного осциллографа хорошо видны все изменения, происходящие внутри при ора. Этот режим предусмотрен в программе для демонстрации принципов действия электронного осциллографа во время о ъяснения материала на лекции, а также для закрепления изученного материала студентами при его повторении или самостоятельном изучении материала данной темы. Применение автором этого программированного уче ного посо ия вызывало массовые положительные отзывы студентов, а усвоение принципов функционирования
осциллографа оказывалось гораздо глубже. Среди факторов, улучшающих усвоение принципов действия осциллографа и физических процессов, происходящих внутри электронного при ора, студенты называли следующие преимущества программированного уче ного посо ия. Во-первых, изучение материала сопровождалось динамической визуализацией происходящих процессов. Во-вторых, в программе предусмотрено мигание тех элементов электронно-лучевой тру ки, которые ответственны за происходящие с электронным лучом изменения. В-третьих, фиксация изменений не лимитирована временем, так как это не демонстрационный ролик. В-четвертых, студент мог самостоятельно изменить интересующий его параметр и оценить характер произошедших изменений.
некоторого ограниченного числа параметров. Автором создано несколько программированных уче ных посо ий, второстепенной целью которых является то, что с их помощью можно провести полноценное ла ораторное занятие, если в этом возникает нео бходимость. Основное же назначение названных программ - это предоставление возможности студентам самостоятельно
подготовиться к выполнению ла ораторной ра оты на реальном оборудовании. Разработанные
имитационные программные средства можно с ольшим успехом использовать для демонстрации изучаемых явлений во время чтения лекций, что улучшает наглядность освещаемого материала и также служит подготовительным моментом к выполнению ла ораторной ра оты еще во время лекционного занятия. Удобно и полезно ком инировать реальный и виртуальный эксперименты, так как дискретность снимаемых параметров на виртуальном о орудовании намного превосходит аналогичные показатели реальных приборов. Кроме того, в имитационных программных средствах автором предусмотрено варьирование таких параметров, которые на ра очем столе во многих ла ораториях изменить невозможно или затруднительно. Проиллюстрируем все о бозначенные выше положения на примерах, созданных автором программированных уче ных посо ий.
Рисунок 2 - Программированное посо бие «Изучение электронного осциллографа» в режиме «Тестирование»
Второй режим в этой программе - «тестирование», когда все внутренние процессы скрыты крышкой корпуса осциллографа (рис. 2), а ото бражается только след луча на экране. Этот режим предусмотрен в программе для тестирования по пройденному материалу на семинарах, для опроса на ла ораторных занятиях, а также для возможности самоконтроля студентов.
Далее в типологии программированных уче ных посо бий значатся имитационные программные средства, методически направленные на
представление определенного аспекта реальности для изучения его основных структурных или функциональных характеристик с помощью
Рисунок 3 - Построение вольтамперной характеристики
в посо бии «Наблюдение термоэлектронной эмиссии и распределения термоэлектронов по скоростям»
Компьютерная лабораторная работа «Наблюдение термоэлектронной эмиссии и изучение распределения термоэлектронов по скоростям», которая может ыть использована при изучении курсов электроники, электротехники, физики, содержит два задания:
1. Наблюдение термоэлектронной эмиссии и расчет температуры электронного газа и наи олее вероятной скорости термоэлектронов.
2. Построение гистограммы и кривой распределения.
Рисунок 4 - Исследование поглощения света в жидкости
При подготовке к лабораторному занятию по рекомендации преподавателя студент может ограничиться только использованием при оров для снятия экспериментальных параметров и тренироваться о ра атывать результаты эксперимента вручную. Фотографические копии стрелочных при оров (в программе прорисованы даже тени от стрелок на шкале) позволяют о учающемуся ра отать с ними, как с реальным о орудованием. Воо ще же, для самоконтроля студента, тренирующегося в выполнении реальной ла ораторной ра оты, для визуализации информации при использовании о учающимися этого посо ия для самостоятельного изучения материала данной темы или преподавателем для демонстрации во время чтения лекции в программе предусмотрена возможность
автоматического построения участка вольтамперной характеристики для задерживающего напряжения (рис. 3). Обычно в реальном оборудовании в
ла оратории напряжение накала катода в данной ра оте имеет одно значение, а в программированное уче ное посо ие автором заложен их целый диапазон, поэтому напряжение накала катода в программе можно изменять в ощутимо широких пределах. При этом изменяются температурный режим и наи олее вероятная скорость термоэлектронов, что можно использовать для дополнительного анализа явления термоэлектронной эмиссии. Приборы выполнены графически столь реалистично, что при изменении напряжения накала в программе плавно изменяется цвет спирали двухэлектродной лампы от темнокрасного до светло-желтого. Осо бо следует выделить то, что параллельно с изменением показаний при оров визуализируется соответствующий этим изменениям характер движения электронов в лампе при варьировании задерживающего напряжения, что в реальном оборудовании просто невозможно. А это значительно углу ляет у студентов понимание происходящих процессов. Для самостоятельного изучения материала студентами или для контроля ими правильности выполнения тренировочной
ла ораторной ра оты в программе предусмотрено автоматическое построение кривых распределения электронов по скоростям при различных
температурах катода или выведение на экран численных значений наи олее вероятной скорости и температуры электронного газа, соответствующих условиям эксперимента. Эти функции в программе предусмотрены также и для удо ства лектора, что ы во время чтения лекции он мог ыстро и наглядно сопроводить изложение теоретического материала компьютерными демонстрациями.
В лабораторной работе «Изучение поглощения света в различных средах», использующейся в курсе физики, для задания с жидкостью (рис. 4) в
имитационном программном средстве предусмотрено десять кювет, что на реальном ла ораторном столе практически не на людается. В задании для изучения поглощения света в твердом теле используется на ор из пятнадцати пластин, что также практически не встречается в реальных ла ораторных ра отах.
Рисунок 5 - Ла бораторная ра бота «Определение скорости пули при помощи аллистического маятника»
Рисунок 6 - Наблюдение и изучение закона Малюса
Ла бораторная работа «Определение скорости пули при помощи аллистического маятника» используется в курсе физики для изучения законов сохранения импульса и энергии. Крайне важно отметить, что данное программированное уче ное посо ие разра ботано с применением диалогового режима.
Рисунок 7 - На блюдение и изучение закона Брюстера
Программа сама по введенным студентом данным прогнозирует и комментирует итоги эксперимента в нижнем окне «результат ЭКСПЕРИМЕНТА» (рис. 5). Дело в том, что в программе диапазон изменения величины массы маятника сознательно никак не ограничен, а в пункте меню «ХОД РАБОТЫ» о бозначен довольно широкий и лишь примерно рекомендуемый для всех видов оружия, исследуемых в работе, раз брос этой величины. Сделано это для реализации следующей цели. Сначала студент сопоставляет приведенное в ра оте значение массы пули выбранного им оружия, примерные характеристики современного стрелкового вооружения и длину маятника, которая в нашем случае равна трем метрам. На основании проведенного анализа он самостоятельно вы ирает массу маятника, нео ходимую для успешного, на его взгляд, проведения эксперимента, и вводит ее значение в предусмотренное в программе окно. Если маятник в ходе эксперимента должен подняться до полуметра, программа покажет опыт, но порекомендует выбрать меньшую массу маятника из-за возрастания погрешности при определении искомой величины в условиях данного эксперимента. Если маятник поднимется от полуметра до двух с половиной метров, программа выдаст соо щение о успешности эксперимента. Если маятник окажется на высоте от двух с половиной до трех метров, программа порекомендует выбрать большую массу маятника. Если же маятник после выстрела должен подняться выше трех метров, программа выдаст соо щение о невозможности проведения эксперимента и порекомендует вы рать ольшую массу маятника. Этот прием позволяет с младших курсов развивать у студента аналитическое мышление и самостоятельность в принятии технического решения, что очень важно для будущего инженера.
Рисунок 8 - Построение диаграммы плавления в режиме демонстрации при изучении фазовых переходов первого рода
Лабораторная работа по физике «Изучение поляризации света» включает два независимых задания для изучения закона Малюса (рис. 6) и закона Брюстера (рис. 7). Программа содержит практически фотографическое ото ражение ла ораторного о орудования и позволяет ра отать в режиме, полностью имитирующем реальные действия на лабораторном столе. Это включение приборов (источника света, лазера), поворот поляроидов, фиксация значений силы тока на стрелочном микроамперметре, затемнение фотодатчика, исчезновение «зайчика» поляризованного луча на поверхности ла ораторного стола при отражении под углом Брюстера. Можно снять данные с при оров и о брабатывать их вручную в отчете. Можно занести снятые данные в специальную та лицу, предусмотренную в программе, и построить нужные графики с помощью машины. Это может быть использовано для контроля преподавателем выполнения ра оты или для самоконтроля студентов. Можно использовать заложенную в программу та лицу для построения машиной графиков по значениям, снятым с реального о борудования. Все зависит от желания конкретного пользователя. В программе предусмотрено варьирование
координатной сетки для построения графиков при изучении закона Малюса. По выбору пользователя можно строить зависимости I = /(>) или I = /(ео82ф). Опять же, для пользователя предусмотрена сво бода выбора. При выполнении о боих заданий возможна дискретизация значений угла поворота > до одного градуса, что является серьезным преимуществом перед реальными при орами.
Автиры:кхн, 1арнавнч 1В, к-т 1аи»т:п Й.Н. 2002 г.
Рисунок 9 - Демонстрация магнитного гистерезиса
В программе используется стрелочный
микроамперметр в задании для изучения закона Малюса и заложен «люфт» в 20 при исчезновении «зайчика» в задании для изучения закона Брюстера. Это предусмотрено, что ы получались различные, но лизкие результаты опытов, как и при ра оте с реальным о борудованием. Так удается из бежать абсолютного повторения результатов. В этом программированном учебном пособии предпринята попытка уйти от идеальных условий проведения эксперимента. При выполнении работы приходится учитывать заложенное в программу влияние «внешнего освещения» на фотоэлемент. Студенты должны уметь о бъяснить и учесть этот фактор. По их отзывам, такие моменты в программе помогают олее детально анализировать явления и развивают навыки ра оты с о орудованием, а также формируют инженерно-исследовательские навыки.
В лабораторной работе для курсов теплотехники, теплофизики и физики «Изучение фазовых переходов первого рода» программа позволяет регистрировать показания температуры напрямую без использования соответствующих графиков для пересчета значений фиксируемого вольтметром напряжения. В этой компьютерной модели возможно параллельное с ра отой о орудования синхронное построение диаграмм плавления (рис. 8) и отвердевания. Такой режим в программе предусмотрен для демонстрации этих процессов на лекциях и для большей наглядности при самостоятельном изучении студентами материала данной темы. Металлы, использованные в этом программированном уче бном посо ии, имеют очень отличающиеся значения теплоемкостей и температур плавления, что о еспечивает ольшое различие в длительности проведения экспериментов.
Лабораторная работа «Определение удельного заряда электрона методом магнетрона», созданная для курсов электроники, электротехники и физики, в азовом окне содержит схему установки, ее описание и краткие сведения о методике проведения эксперимента. Из базового окна есть выходы в окно теоретического описания явления и в окно
проведения непосредственно ла ораторного эксперимента. Окно, содержащее теоретические сведения, может ыть продуктивно использовано в лекционном курсе, а также студентами при самостоятельном изучении явления. В нем о учающийся в динамике может ознакомиться с влиянием усиления магнитного поля на траектории движения электронов.
Эффект Фаралея Теория О программе Выхоа
Рисунок 10 - Визуализация принципа действия оптического вентиля на основе эффекта Фарадея
Модели, заложенные в компьютерные
ла ораторные ра оты, являются наглядным представлением реальных экспериментов, достоверно отражают физические законы, а диапазон регулируемых параметров позволяет получать достаточное количество экспериментальных точек. Эти модели прекрасно дополняют реальные физические эксперименты и помогают олее глу око усвоить суть физических процессов и явлений. Интерфейсы компьютерных программ выполнены интуитивно понятными и разра отаны так, что ы студенты, даже мало знакомые с ЭВМ, смогли самостоятельно ез посторонней помощи подготовиться к выполнению реальных ла ораторных ра от и воспользоваться компьютерными демонстрациями.
Так как имитационные программные средства можно использовать для тренировки и самостоятельного изучения ла ораторных
экспериментов, то получается, что созданные имитационные программные средства - это и прекрасные тренажеры, поэтому деление программированных уче ных посо ий на группы автору кажется весьма условным.
Следующим типом программированных уче бных посо ий, разра отанных автором, являются демонстрационные программные средства, методически направленные на повышение наглядности уче ного материала, визуализацию изучаемых явлений и процессов. Созданные автором пособия этого типа отличаются тем, что они не являются демонстрационными роликами, так как в процесс демонстрации всегда можно вмешаться и изменить что-либо по желанию пользователя. Такие
программисте средства удобно использовать на лекциях, семинарах, практических занятиях и, конечно же, в самостоятельной раб оте студентов.
Рисунок 11 - Изменение силы тока при замыкании электрической цепи
Пособие «Сложение гармонических колебаний» позволяет пошагово вводить параметры уравнений двух однонаправленных или взаимно перпендикулярных колебаний и визуализировать траекторию движения, получающуюся при их сложении. Оно может применяться на лекциях для поддержания контакта с аудиторией, практических занятиях для визуализации результатов решения задач и при самостоятельном изучении студентами соответствующих разделов в курсах электротехники и физики.
Рисунок 12 - Изучение вольтамперной характеристики фоторезистора
Пособие «Демонстрация магнитного гистерезиса» (рис. 9) может применяться во время проведения лекций и семинаров, а также во время самостоятельной работы студентов при изучении данной темы в курсах электротехники и физики. Оно содержит поле с графиком кривой намагничивания и петли гистерезиса, сечение железного образца с совокупностью доменов, полосу изменения величины напряженности внешнего магнитного поля и его направления, а также поля для численных значений
величин напряженности магнитного поля и магнитной индукции на основе справочных данных для железа. Программа позволяет в динамике изучать процесс намагничивания и размагничивания ферромагнетика во внешнем магнитном поле и на людать выстраивание доменов в его направлении. Позволяет фиксировать мгновенный характер расположения доменов в сечении железного о разца, соответствующий лю ой точке петли гистерезиса и кривой намагничивания и, что осо енно важно, выделить остаточную намагниченность и коэрцитивную силу.
Пособие «Магнитооптический эффект Фарадея» позволяет ознакомиться с теоретическим описанием явления, на людать его в первом окне программы, а также во втором окне этой компьютерной демонстрации визуализировать принцип действия оптического вентиля (рис. 10), функционирующего на основе эффекта Фарадея. Изучение этого вопроса в курсах автоматики и физики традиционно вызывает затруднения у студентов, что и явилось причиной создания этого программированного посо ия.
ЩВШШШИИДШИДИИДИИИИИ - *и*|
[ М*юд шгк«1рама[мод*л») Моод тгнярош (норм) | Цикпатрчи (мвд«пь> | Циклотрон (теория) ) 0 программ» | Выпад |
Рисунок 13 - Изучение с б росовой характеристики магнетрона
Пособие «Ток при размыкании и замыкании электрической цепи» позволяет визуализировать постепенность процессов у ывания и нарастания электрического тока в цепи в зависимости от величин индуктивности и сопротивления (рис. 11). Программа может ыть использована на лекциях, семинарах, практических и ла ораторных занятиях при изучении дисциплин «Теоретические основы электротехники» и «Физика», а также при самостоятельном изучении студентами материала этих курсов, так как содержит и теоретические сведения по данной теме.
Пособие «Фоторезисторы. Внутренний фотоэффект» (рис. 12) полезно применять на занятиях различных видов в курсах автоматики и физики и при самостоятельной ра оте студентов в связи с тем, что кроме виртуальной ла ораторной установки программа включает и теоретический материал по изучаемому вопросу.
Посо бие «Магнетрон. Циклотрон», разработанное для курсов электроники, электротехники и физики, демонстрирует в трехмерном изо ражении функционирование модели магнетрона. При этом
визуализируются изменения траекторий движения электронов при варьировании магнитного поля с параллельной идентификацией процесса на графике с росовой характеристики (рис. 13). Демонстрация работы циклотрона разработана специально для курса физики. Программа универсальна, снабжена теоретическими сведениями по о оим разделам, может использоваться автономно, но олее эффективно ее применять совместно с описанной выше лабораторной работой «Определение удельного заряда электрона методом магнетрона».
В данной статье приведены лишь некоторые из возможных направлений использования созданных автором программированных уче ных посо ий. Потенциальные возможности применения
компьютерных моделей весьма высоки и могут ыть значительно расширены каждым конкретным пользователем. Большую роль разра ботанные автором программированные посо ия могут сыграть, в частности, в получившей распространение в последнее время системе дистанционного о учения.
Важным моментом при создании программированных уче ных комплексов является умение педагогов сотрудничать со студентами, стремление о еспечить им позицию «соавторов уче бного процесса». Вспомнив древнее китайское изречение «Скажи мне - и я забуду. Покажи мне - и я запомню. Вовлеки меня - и я научусь», можно прийти к выводу о целесоо разности привлечения самих о бучающихся к созданию подо бных комплексов. Во-первых, это закладывает и развивает у студентов навыки научной работы и творческого поиска. Во-вторых, студент понимает, что созданный с его участием программный продукт - это не программа разового использования, а уче ное посо ие для многократного применения последующими
поколениями, что формирует у него ольшую ответственность за выполняемую работу. В-третьих, это побуждает его детально изучить механизм программируемого явления, что значительно повышает уровень усвоения материала. Очень позитивным при создании компьютерных моделей является факт охвата материала сразу по нескольким уче ным дисциплинам. Это спосо ствует укреплению междисциплинарных связей, формированию олее целостной картины знаний и умений.
Разработке и исследованию новых
о разовательных методик уделяется ольшое
внимание во многих странах [10]. Эффективность использования интерактивных методик, в частности, анализировалась Национальным тренинговым центром (США, штат Мэриленд). В результате получена, так называемая, «пирамида о учения»
(та л. 1).
Та блица 1 - «Пирамида о бучения» Национального тренингового центра (США)
№ Вид работы обучающихся Процент усвоения материала
1 Лекции 5 %
2 Чтение изучаемого материала 10 %
3 Использование аудио-, видеопособий 20 %
4 Лекция с демонстрациями 30 %
5 Работа в бригадах, дискуссии 50 %
6 Практические действия 75 %
7 О бучение других студентов 90...100 %
Легко понять, что создание и использование компьютерных моделей позволяет прогнозировать усвоение материала выше 50%.
В заключение, на основании опыта создания и использования в уче бном процессе автором могут быть выделены следующие значительные преимущества программированных уче б ных посо бий:
1. Физические - для студента синхронно с
ра отой ла ораторного о орудования
визуализируются внутренние физические процессы, которые в реальном о орудовании не на людаются (движение электронов в двухэлектродной лампе или магнитном поле, перестройка магнитных доменов в о разце и т. д.), что углу ляет понимание физических явлений.
2. Технические - дискретность снимаемых показаний при оров намного выше, чем в применяемом лабораторном о борудовании. Это увеличивает наглядность при изучении физических закономерностей.
3. Экономические - резко снижаются затраты на прио ретение и ремонт ла ораторного о орудования, что весьма актуально для о разовательных учреждений в настоящее время.
4. Педагогические - при использовании таких посо ий на занятиях различного вида улучшается контакт преподавателя с аудиторией, у студентов формируется культура уче ной деятельности, информационная культура, становятся олее прочными межпредметные связи. Во время самостоятельной ра оты студентов с такими посо иями, во время тренинга и проведения контрольных мероприятий возможна
индивидуализация заданий при изучении физических процессов и явлений за счет ольшой вариативности заложенных в компьютерные модели данных.
Литература
1. Карпович, Э. В. Методика применения автоматизированного комплекса программированных уче б ных посо бий в курсе физики / Э. В. Карпович // ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ ИНФОРМАТИКА. - 2006. -№5. - С.65-73.
2. Карпович, Э. В. Организация самостоятельной
ра оты с использованием компьютерных моделей /
Э. В. Карпович // Самостоятельная работа в современном российском вузе: про лемы
организации и перспективы развития: материалы международной научно-практической конференции (11-12 ноября 2004 г) в 2-х частях. - Орел, ОГУ, полиграфическая фирма «Картуш», 2005. - С.19-21.
3. Карпович, Э. В. Применение компьютерных моделей в самостоятельной ра оте студентов при изучении курса физики / Э. В. Карпович // Организация и методическое обеспечение
самостоятельной ра оты студентов в условиях ее значительного увеличения: материалы научно-
методической конференции (29-30 марта 2005 г). -Орел: ОрелГАУ, 2005. - С.265-268.
4. Карпович, Э.В. Автоматизированный комплекс
программированных уче ных посо ий как инструмент организации самостоятельной ра оты студентов / Э. В. Карпович // Самостоятельная работа в современном российском вузе: про лемы
организации и перспективы развития: материалы 2-ой международной научно-практической конференции (23-24 марта 2006 г). - Орел: ОГУ, издатель Пикалин, 2006. - С.49-53.
5. Карпович, Э.В. Повышение наглядности в курсе физики с помощью информационных технологий / Э. В. Карпович // ХХ лет школьной и вузовской информатики: про лемы и перспективы: материалы всероссийской научно-методической конференции (27-29 марта 2006 г). - Н. Новгород: НГПУ, 2006. - С.175-178.
6. Карпович, Э.В. Цели и перспективы
использования программированных уче ных посо ий в курсе физики / Э. В. Карпович // Актуальные про лемы повышения качества о учения и
воспитания в системе о бразования Российской
Федерации: материалы всероссийской научно-
практической конференции (25 апреля 2006 г). -Орёл: ОрелГАУ, ООО «Картуш», 2006. - С .117-120.
7. Карпович, Э. В. Автоматизированный
комплекс программированных уче ных посо ий по физике для современного российского вуза /
Э. В. Карпович // Совершенствование системы многоуровневого профессионального о разования: с борник научных трудов. - Орёл: ОрёлГТУ, 2006. -С.181-185.
8. Карпович, Э. В. Совершенствование
преподавания курса физики в современном
российском вузе с помощью автоматизированного комплекса программированных уче ных посо ий /
Э. В. Карпович // Про блемы развития многоуровневой системы профессионального о разования: материалы всероссийской научно-практической конференции (910 июня 2006 г, г. Мценск). - Орёл: ОрёлГТУ, 2006. -С.81-83.
9. Карпович, Э. В. Использование комплекса
программированных уче ных посо ий в курсе физики / Э. В. Карпович // Современные методы физикоматематических наук: материалы международной
конференции, том 3 (9-14 октября 2006 г). - Орёл: ОГУ, 2006. - С.274-279.
10. Карпович, Э.В. Использование
информационных технологий при изучении курса физики в техническом вузе / Э. В. Карпович // Физика в системе инженерного о бразования стран ЕврАзЭС: тезисы докладов научно-методической школы-семинара (25-27 июня 2007 г). - Москва: ВВИА им. Жуковского, 2007. - С.112-114.
Вестник
ОрелГАу
№2(29)
апрель
2011
Теоретический и научно-практический журнал. Основан в 2005 году
Учредитель и издатель: Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Орловский государственный аграрный Университет»____________________________________________
Редакционный совет: Парахин Н.В. (председатель) Амелин А.В. (зам. председателя) Астахов С.М.
Белкин Б.Л.
Блажнов А.А.
Буяров В.С.
Гуляева Т.И.
Гурин А.Г.
Дегтярев М.Г.
Зотиков В.И.
Иващук О.А.
Козлов А.С.
Кузнецов Ю.А.
Лобков В.Т.
Лысенко Н.Н.
Ляшук Р.Н.
Мамаев А.В.
Масалов В.Н.
Новикова Н.Е.
Павловская Н.Е.
Попова О.В.
Прока Н.И.
Савкин В.И.
Степанова Л.П.
Плыгун С.А. (ответств. секретарь) Ермакова Н.Л. (редактор)
Адрес редакции: 302019, г. Орел, ул. Генерала Родина, 69. Тел.: +7 (4862) 45-40-37 Факс: +7 (4862) 45-40-64 E-mail: [email protected] Сайт журнала: http://ej.orelsau.ru Свидетельство о регистрации ПИ ?ФС77-21514 от 11.07. 2005 г.
Технический редактор Мосина А.И. Сдано в на ор 14.04.2011 Подписано в печать 28.04.2011 Формат 60x84/8. Бумага офсетная. Гарнитура Таймс.
О бъём 18 усл. печ. л.
Тираж 300 экз. Издательство Орел ГАУ, 302028, г. Орел, ульвар По еды, 19. Лицензия ЛР?021325 от 23.02.1999 г.
Журнал рекомендован ВАК Мино рнауки России для пу ликаций научных ра от, отражающих основное научное содержание кандидатских и докторских диссертаций
Содержание номера
Научное обеспечение развития растениеводства
Парахин Н.В. Устойчивость растениеводства как главный фактор развития АПК................... 2
Новикова Н.Е., Зотиков В.И., Фенин Д.М. Механизмы антиоксидантной защиты при адаптации
генотипов гороха (Pisum sativum l.) к неблагоприятным абиотическим факторам среды........... 5
Янова A.A., Кондыков И.В., Иконников А.В., Чекалин Е.И., Амелин А.В., Державина Н.М. Архитектоника растений современных сортов чечевицы в связи с устойчивостью их агроценозов к
полеганию................................................................................... 9
Павловская Н.Е., Сидоренко В.С., Костромичёва Е.В. Супероксиддисмутазная активность как
тест-система для выявления физиологического действия гордецина.............................. 12
Титов В.Н., Мамонов А.Н. Перспективы использования различных видов донника и фацелии в
качестве фитомелиорантов в условиях Саратовской области..................................... 15
Научное обеспечение развития животноводства Балакирев H.A. Задачи отрасли клеточного пушного звероводства России по выходу из кризиса.... 18 Шилов А.И., Шилов O.A. Производство молока и молочных продуктов от коров разных генотипов. 20 Мосягин В.В., Максимов В.И., Федорова Е.Ю. Возрастная динамика АТФазной активности цитоплазматических мембран эритроцитов цыплят-бройлеров кроссов «Бройлер-6» и «ISA» при
скармливании пептидной кормовой добавки и сукцината......................................... 25
Масалов В.Н., Сеин Д.О., Ильючик А.К. Возрастные изменения морфологической структуры
аденогипофиза у свиней...................................................................... 30
Лещуков К.А., Мамаев А.В. Как получить качественную свинину для переработки?................ 32
Рациональное природопользование и мониторинг природно-техногенной среды
Степанова Л.П., Мышкин А.И., Коренькова Е.А., Моисеева М.Н. Экологическая оценка влияния
сельскохозяйственного производства на интенсивность загрязнения окружающей среды............36
Бессонова Е.А. Эколого-экономическая эффективность внедрения адаптивно-ландшафтного
земледелия.................................................................................. 41
Иванов Н.И. Предложения по природоохранным мероприятиям на землях сельскохозяйственного
назначения Центрального федерального округа................................................. 44
Селезнев К.А., Лысенко Н.Н., Лобков В.Т., Плыгун С.А. Особенности формирования химического состава подземных вод Орловской области........................................ 48
Инженерно-технические решения в апк Яровой В.Г., Сергеев Н.В., Шипик Л.Ю. Оптимальное соотношение мощности двигателя и массы
сельскохозяйственного трактора.............................................................. 61
Михайлов М.Р., Жосан А.А. К вопросу планирования сезонной наработки зерноуборочных
ком б айнов в зависимости от срока их эксплуатации.......................................... 63
Пастухов А.Г., Тимашов Е.П. Перспективные стенды для ресурсных испытаний карданных
передач..................................................................................... 66
Баранов Ю.Н., Загородних А.Н., Копылов С.А. Логико-графический анализ возникновения опасностей столкновения транспортных средств при визуальном отражении процесса их
торможения.................................................................................. 70
Котельников В.Я., Жилина К.В., Мотин Д.В., Поветкин И.В., Котельников А.В. Статистическая
динамика энергосберегающего рабочего органа для шелушения зерна............................. 74
Искендеров Э.Б. К вопросу интенсификации основной обработки почвы в земледелии.............. 78
Калашникова Н.В., Булавинцев Р.А., Кашеварников В.Ю. Устройство для установки глубины
заделки семян............................................................................... 81
Шарупич В.П., Шарупич Т.С., Коломыцев Е.В. Влияние дополнительного искусственного облучения на фенологические, биометрические и продукционные показатели томата сорта «Пламя»
при выращивании методом многоярусной узкостеллажной гидропоники............................. 84
Горшков Ю.Г., Старикова Н.А. Оптимизация функционирования воротных проёмов
производственных сельскохозяйственных помещений за счёт инженерных решений.................. 89
Лялякин В.П. Восстановление деталей - важный резерв экономии ресурсов....................... 95
Косенко А.В., Казански В.А., Кузнецов Ю.А. Влияние модуля силиката на технологические
свойства ПЭО покрытий....................................................................... 97
Коломейченко А.В. Исследование топографии поверхности покрытия, сформированного МДО......... 101
Стребков С.В., Казаринов А.В., Титов С.И. Компоненты б азовой основы три б ологически
активных присадок........................................................................... 104
Астахов С.М., Беликов Р.П. Состояние и пути повышения эффективности функционирования
распределительных сетей в агропромышленном комплексе........................................ 106
Жосан А.А., Ревякин М.М. Топология построения систем самодиагностики: вариативность и
оптимальность............................................................................... 109
Суров Л.Д., Фомин И.Н. Контроль изменений состояния головного выключателя в линии
кольцевойсети............................................................................... 112
Сорокин Н.С. Блок подсоединения датчика системы распознавания аварийных ситуаций в
распределительных сетях 6-35 кВ............................................................. 118
Чернышов В.А., Чернышова Л.А. Самоидентификация замыканий на землю в сетях с
изолированной нейтралью посредством спутниковой системы навигации........................... 120
Глушак Н.В., Грищенков А.И. Инновационный процесс: эволюция, эффективность, проблематика 123 Шкрабак В.С., Баранов Ю.Н., Загородних А.Н. Обеспечение безопасных перевозок в
агропромышленном комплексе.................................................................. 129
Яковлева Е.В., Полехина Е.В. Проблемы безопасности труда в сельском хозяйстве............... 132
Карпович Э.В. Опыт применения программированных пособий для подготовки высококвалифицированных агроинженерных кадров............................................. 134
© ФГОУ ВПО Орел ГАУ, 2011
