Научная статья на тему 'Применение LabVIEW для создания виртуальных дистанционных лабораторных стендов по дисциплинам биотехнического профиля'

Применение LabVIEW для создания виртуальных дистанционных лабораторных стендов по дисциплинам биотехнического профиля Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

CC BY
530
84
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по наукам об образовании, автор научной работы — Хафизов Д. Г., Антропов В. И., Старикова М. В.

Рассмотрены преимущества применения технологии виртуальных приборов и коммуникационных технологий в среде LabVIEW для организации виртуальных дистанционных лабораторных стендов по дисциплинам технического профиля.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам об образовании , автор научной работы — Хафизов Д. Г., Антропов В. И., Старикова М. В.

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

Текст научной работы на тему «Применение LabVIEW для создания виртуальных дистанционных лабораторных стендов по дисциплинам биотехнического профиля»

Д. Г. Хафизов, В. И. Антропов, М. В. Старикова

37

не имеющим прямого отношения к физической культуре. Часто эти студенты имеют более высокий уровень общеобразовательной подготовки.

Все эти обстоятельства существенно повышают неоднородность контингента студентов. В этих условиях процесс обучения из предметно ориентированного становится личностно ориентированным. Студенты-спортсмены отличаются от других студентов не только первоначально меньшим багажом знаний. Они обладают другими, чем обычные студенты, психофизиологическими особенностями: опытом выступления в крупных соревнованиях и поэтому более глубоким пониманием сущности спорта, иной мотивацией, которая не направлена на получение глубоких знаний при обучении в учебных заведениях, учрежденных, по существу, специально для них. Поэтому задача преподавателей, тренеров и руководства всех уровней состоит в том, чтобы, действуя сообща и в одном направлении, усилить мотивацию каждого студента к получению того объема знаний и формированию тех компетенций, которые установлены федеральным стандартом нового поколения. Для них должны быть созданы дополнительные условия, продиктованные спецификой обучения. Это особенно важно для спортсменов, имеющих высокие спортивные достижения и большую часть времени, находящихся на учебно-тренировочных сборах или в соревнованиях, в связи с чем вынужденных переходить на индивидуальный график обучения (ИГО).

В Поволжской государственной академии физической культуры, спорта и туризма (Поволжской ГАФ-КСиТ) при общем количестве студентов 240 человек, 41 обучается по индивидуальному графику, что составляет 17 % от их общего числа. До недавнего времени эта категория студентов фактически приравнивались к сту-дентам-заочникам. Опыт показал, что качественные показатели знаний при такой организации учебы бывают невысокими. Студенты берут в руки учебники, в лучшем случае, два раза за семестр: первый раз — перед тем как приехать для сдачи отчета по полученному заданию, второй раз — перед зачетом или экзаменом. Процесс изучения материала носит крайне неравномерный, скачкообразный характер. Таким же является и контроль знаний. Мало изменяет положение и то, что разработанные для них задания по типу, сложности и методам предъявления контроля отличаются от заданий обычных студентов в сторону облегчения.

Обеспечить высокий уровень доступности образования при сохранении его качества позволяет мобильная информационно-образовательная среда — дистанционная форма обучения, которая способна помочь студен-там-спортсменам, подолгу находящимся на сборах и соревнованиях, успешно усваивать учебный материал, что, в свою очередь, будет приводить к высоким результатам и на спортивной арене. Спортивные достижения и интеллект — два неразрывно связанных показателя, развивающихся при систематических занятиях. Успех в одной сфере неминуемо приводит к победе в другой.

В Поволжской ГАФКСиТ введена система МооШе — модульная объектно ориентированная динамическая обучающая среда, имеющая широчайшие возможности для реализации различных обучающих функций. Она стала неотъемлемой частью учебного процесса. Нами разработаны и внедрены в учебный процесс дистанционные курсы по дисциплинам: «Физика», «Информатика», «Интернет-технологии», «Компьютерная обработка данных экспериментальных исследований».

При дистанционной форме обучения все материалы учебного курса оцифрованы и выложены в Интернет, что обеспечивает целый ряд преимуществ в организации учебного процесса: доступность курса в любой момент времени из любой точки мира; широта и оперативность предоставляемой информации; автоматизация и более гибкая организация учебного процесса; мультимедийность; большие возможности для самостоятельной работы студента. Надо понимать, что обучение на основе компьютерных программ не способно заменить прямого общения преподавателя со студентом. Такое электронное обучение безличностно. Только в связке «дистанционное обучение - компьютер - преподаватель» можно действительно достичь цели в формировании всесторонне развитой личности студента.

Д. Г. Хафизов, В. И. Антропов, М. В. Старикова

Поволжский государственный технологический университет, г. Йошкар-Ола

Применение LABVIEW для создания виртуальных дистанционных

ЛАБОРАТОРНЫХ СТЕНДОВ ПО ДИСЦИПЛИНАМ БИОТЕХНИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ

Рассмотрены преимущества применения технологии виртуальных приборов и коммуникационных технологий в среде LabVIEW для организации виртуальных дистанционных лабораторных стендов по дисциплинам технического профиля.

LabVIEWLaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench (среда разработки лабораторных виртуальных приборов) представляет собой среду графического программирования, которая широко используется в промышленности, образовании и научно-исследовательских лабораториях в качестве стандартного инструмента

для сбора данных и управления приборами. LabVIEW — мощная и гибкая программная среда, позволяющая в комплексе с различными аппаратными средствами разрабатывать системы измерения, контроля, диагностики и управления практически любой сложности. Кроме того, в настоящее время LabVIEW находит все более широкое применение в университетских лабораторных практикумах — особенно по предметам технического профиля. Особенность состоит в том, что LabVIEW обладает рядом возможностей для организации связи через Интернет. Созданные в LabVIEW виртуальные приборы, выполняющие измерения реальных физических величин, с использованием реального оборудования подключенного к ПК можно использовать дистанционно.

Создание дистанционных лабораторий освобождает от многократного дублирования лабораторных стендов, что особенно актуально в связи с дороговизной биомедицинского оборудования; от выделения лабораторных помещений и т. п. Кроме того, комбинируя возможности среды LabVIEW и виртуальной обучающей среды Moodle, появляется возможность организации полноценного дистанционного обучения по специальностям технического профиля.

В качестве примера рассмотрен виртуальный лабораторный стенд с возможностью удаленного доступа для получения данных измерения в биоимпедансометрии. Биоимпеданс — это сопротивление биологической ткани переменному току различной частоты. Биоимпедансометрия — это метод определения состава тела человека посредством измерения биологического импеданса. На основе измеренных показателей импеданса на различных частотах строится характеристика, показывающая зависимость биоимпеданса от частоты тока, и вычисляются показатели индекса массы тела, состава организма и основного обмена веществ. Так как производить измерения на людях в рамках образовательного учреждения не представляется возможным, то можно воспользоваться эквивалентной импедансной схемой замещения биологического объекта.

Схемные устройства, применяемые для измерения импеданса, сводятся к измерению тока и вычислению сопротивления при известном переменном напряжении, подаваемом на схему замещения.

Структурная схема стенда состоит из измерительного сервера, к которому непосредственно подключено оборудование и web-сервера обеспечивающего доступ к стенду через Интернет. В состав оборудования входит аналого-цифровой и цифроаналоговый преобразователи для генерации переменного напряжения и измерения тока, а также эквивалентная схема замещения биологического объекта.

Взаимодействие между приложением студента и сервером с подключенным к нему оборудованием происходит с использованием технологии DataSocket Connection.

Таким образом, применение современных средств графического программирования, коммуникационных технологий и виртуальной образовательной среды позволяет организовать удаленный доступ к лабораторному оборудованию, что, в том числе, может быть применено для организации дистанционного образования по техническим специальностям.

Список использованных источников

1. Евдокимов Ю. К., Кирсанов А. Ю., Салахова А. Ш. Дистанционная лаборатория с многопользовательским доступом по общетехническим дисциплинам // Электроника и информационные технологии. — 2009. — Специальный выпуск (6). — http://fetmag.mrsu.ru/2009-2/pdf/Remote_Lab.pdf

2. Белик К. Д., Губарев В. В. Методы моделирования при изменении импеданса и оценки глубины расположения объекта в среде с известной электрической проводимостью // Научный вестник Новосибирского государственного технического университета. — 2009. — № 4. — С. 17-24.

3. Патрахин В. А. Технология DataSocket Connection как универсальное средство сетевого обмена в среде LabVIEW // Пикад. — 2004. — № 2. — С. 30-35.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.