Виртуальная лаборатория в курсе "сопротивление материалов" Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

4. Ковальчук А. М. Разработка адаптивного интерфейса пользователя для программного обеспечения приближения экспериментальных данных: автореф. дисс. канд. техн. наук/ А. М. Ковальчук. Киев: ИПМЭ им. Г. Е. Пухова НАНУ, 2012. 22 с.

5. Крылов А. О. Модели адаптивных пользовательских интерфейсов систем автоматизации проектирования в строительстве: автореф. дисс. канд. техн. наук/ А. О. Крылов. М.: ФГБОУ ВПО «МГСУ», 2011. 16 с.

6. Verlan A. F., Furtat Yu. O. Methods for Flexible User Interfaces Adaptation in Complex Auto- mated Systems - Proceedings of the Seventh World Conference on Intelligent Systems for Industrial Automation WCIS-2012 / A.F Verlan, Yu.O. Furtat. Tashkent, Uzbekistan, 2012. P. 47-50.

7. Christopher D. Wickens. "Imperfect and Unreliable Automation and Its Implications For Attention Allocation, Information Access and Situation Awareness", Technical Report ARL-00-10/NASA- 00-2, Aviation Research Lab Institute of Aviation in University of Illinois, 2000. 28 p.

8. Янушкин В. Н. Взаимная адаптация образа объекта и структура мнемосхемы в процессе обучения операторов: учебное пособие/ В. Н. Янушкин. М.: Институт психологии, 2011. 145 с.

Виртуальная лаборатория в курсе «Сопротивление материалов» Байбулов А. К.1, Казагачев В. Н.2, Ахметова М. Р.3, Тлеубергенов А.4

'Байбулов Амиржан Конысбаевич /Baibulov Amirzhan Konysbayevich — кандидат технических наук, доцент;

2Казагачев Виктор Николаевич /Kazagachev Victor Nikolaevich - старший преподаватель;

3Ахметова Мейрамкул Рахметуллаевна /Akhmetova Meiramkul Rahmetullaevna - старший преподаватель;

4Тлеубергенов Алданышбай / Tleubergenov Aldanyshbai - кандидат технических наук, старший преподаватель, кафедра общетехнических дисциплин, технический факультет;

Актюбинский региональный государственный университет им. К. Жубанова, г. Актобе, Республика Казахстан

Аннотация: в статье рассматривается использование виртуальной обучающей лаборатории по сопротивлению материалов «Columbus-2007». Дается оценка эффективности внедрения в учебный процесс виртуальных лабораторных работ.

Ключевые слова: виртуальная лаборатория, моделирование объектов, лабораторные работы, сопротивление материалов.

Важным элементом образовательного процесса, стимулирующим у студентов активную познавательную деятельность и творческий подход к получению знаний, является эксперимент. Традиционные формы образовательного процесса предусматривают выполнение необходимого комплекса лабораторных работ по дисциплине «Сопротивление материалов», однако существует проблема ограниченности доступа обучающихся к лабораторному оборудованию или же отсутствие необходимого.

Одним из путей решения данной проблемы может стать возможность дополнения традиционных форм лабораторного практикума виртуальной лабораторией. Виртуальные лабораторные работы служат достижению тех же целей, что и реальные и способствуют выработке навыков обращения с приборами и оборудованием современной лаборатории. Существует ряд ситуаций, когда использование виртуальной лаборатории оказывается предпочтительным или единственно возможным способом обучения. Компьютерные технологии для проведения лабораторных работ применяет ряд вузов России: МГТУ им. Баумана, РГОТУПС (ВЗИИТ), МГОУ [1].

По сопротивлению материалов на рынке образовательных услуг представлена виртуальная лаборатория COLUMBUS [1, 2]. Виртуальная лаборатория «Columbus-2007» используется в Актюбинском региональном государственном университете им. К. Жубанова с 2010 года. Несомненным достоинством данной работы является максимальная приближенность к реалиям эксперимента и ожидаемых результатов. Программный комплекс дает возможность визуально наблюдать на мониторе компьютера процесс испытания материалов при различных видах нагружения и получать необходимые данные для теоретических расчетов, построения графиков и диаграмм.

Выполнение лабораторной работы в виртуальной лаборатории, заключается в эмуляции тех действий, которые пользователь должен проводить в реальной лаборатории в зависимости от тематики выполняемой работы. Например, целью проведения виртуальной лабораторной работы на тему «Кручение» является испытание валов на кручение с определением модуля упругости при сдвиге. При испытаниях имитируется деформация кручения стального вала круглого поперечного сечения, жестко закрепленного с одного конца на специальном стенде. Приложенный крутящий момент вызывает кручение вала. При этом сечения вала поворачиваются относительно продольной оси на величину, пропорциональную расстоянию этого сечения от заделки. Изменение нагрузки можно осуществлять пошагово. Вычисление угла закручивания производится по показаниям индикатора часового типа, ось

которого упирается в полку кронштейна, жестко связанного с валом. Перемещение оси индикатора пропорционально углу закручивания вала ф. Величину угла ф можно вычислить с помощью отсчета по шкале индикатора. По каркасной модели вала можно наблюдать на компьютере за изменением угла закручивания по длине вала (рисунок 1).

Для получешя справки, нажмете Р1

Рис. 1. Вид главной панели имитатора

Опыт использования виртуальной лаборатории показал, что она дает возможность:

• демонстрации в качестве дополнительного материала во время проведения занятий;

• самостоятельного выполнения студентами лабораторных работ;

• варьирования объектов и режимов исследований в пределах, выходящих за ограничения и возможности реальных экспериментальных установок;

• ориентации обучаемых на прогнозирование и анализ полученных результатов.

Вместе с тем проведение лабораторных работ в виртуальном режиме не позволяет обучаемым освоить навыки управления реальным оборудованием и приборами. Поэтому предпочтительным является сочетание виртуального и реального эксперимента, при котором компьютерная модель изучаемого процесса несет вспомогательную функцию подготовки студента к действиям с реальными объектами. В целом же, можно считать, что внедрение в учебный процесс виртуальных лабораторных работ существенно повышает качество и эффективность учебного процесса.

Литература

1. Компьютерный курс лабораторных работ по сопротивлению материалов: электронное мультимедийное учеб. пособие / Е. М. Русанова, Н. А. Костенко, П. Г. Русанов [и др.]. М.: Изд-во МГОУ, 2006. 150 с.

2. Миклуш В. П., Основин В. Н., Буховец А. П. Особенности применения виртуального лабораторного практикума в курсе «Механика материалов». // II Международная научно-практическая конференция «Инновационные процессы и корпоративное управление», 15-30 марта 2010 г. Минск.