Реферат: М. Д. Горлов Кемеровский технологический институт пищевой

5. Інформаційні технології та засоби навчання для підвищення якості інженерної освіти


М.Н. Потапова,

к. т. н., доцент;

Г.М. Мяленко,

М.Д. Горлов

Кемеровский технологический институт пищевой

промышленности, г. Кемерово
ЭЛЕКТРОННЫЕ СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ
В ИНЖЕНЕРНОМ ОБРАЗОВАНИИ
Современный этап развития общества характеризуется созданием новой рыночной системы. Экономика страны в настоящий момент требует компетентных специалистов, владеющих научными, инженерными и профессиональными навыками, способных к самообучению и самосовершенствованию. В связи с возросшими потребностями общества в системе образования формируется рынок образовательных услуг, при этом наибольшее значение приобретает проблема качества предоставляемых образовательных услуг.

В Кемеровском технологическом институте пищевой промышленности одним из направлений повышения качества образовательных услуг выбрана разработка комплексного методического обеспечения дисциплин. По каждой дисциплине, преподаваемой в вузе, создается комплект методических материалов, охватывающих все элементы учебного плана. Таким образом, в комплект входят: курс лекций; рекомендации к выполнению практических, лабораторных, контрольных работ; указания к выполнению курсовых и дипломных работ, содержащие необходимые справочные материалы; пакет контролирующих тестовых заданий по дисциплине.

Развитие дистанционной формы образовательной деятельности, потребности заочного обучения вызывают необходимость разработки учебных материалов в электронной форме. Электронные учебные продукты позволяют развивать навыки самостоятельной работы у студента, повысить качество усвоения материала.

"Начертательная геометрия и инженерная графика" – первая инженерная дисциплина, с которой сталкивается студент в техническом вузе. При изучении этой дисциплины заочно или по дистанционной форме обучаемый остро нуждается в электронных пособиях или учебниках, т.к. они позволяют демонстрировать визуальную учебную информацию, устанавливать обратную связь, моделировать пространственные конструкции и различные их преобразования, повысить интерес к обучению, развить способности к самообучению и самосовершенствованию.

На кафедре начертательной геометрии и инженерной графики разрабатывается пакет контролирующих тестовых заданий по трем разделам дисциплины:

- начертательная геометрия;

- проекционное черчение;

- машиностроительное черчение.

Тестовые задания разрабатываются в электронном виде. В основе тестов лежат многие виды заданий: единичный / множественный выбор; ввод значения вручную; логический ответ да/ нет; поиск соответствий; заполнения пропущенных терминов в тексте; нахождение области на рисунке и т.д. Программа настраивается таким образом, чтобы она оценивала результаты экзаменов по заданной шкале критериев, однако решение о выставлении той или иной оценки остается за преподавателем.

Создание пакета учебно-методических материалов, включающего в себя электронное пособие или электронный учебник, методические материалы по выполнению различного рода заданий и комплект тестовых заданий, является задачей не будущего, а настоящего.

Таким образом, использование электронных средств обучения становится необходимой составляющей в процессе подготовки специалистов инженерных направлений.


Г.В. Кулинченко,

к. т. н.

Шосткинский институт Сумского государственного университета,

г. Шостка
^ ВИЗУАЛИЗАЦИИ РАСЧЕТОВ ПРИ ИЗУЧЕНИИ КУРСА «ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ»
Рассматривая направления развития образования в отношении к используемым информационным технологиям (ИТ), следует исходить из сложившихся подходов к оценке качества образования. При этом критерии качества у Обучающего и Обучаемых редко совпадают. Для Обучающих – это максимизация усвоенного материала, для Обучаемых – минимум времени на освоение этого материала. Учитывая различные «пропускные способности» к осваиваемому материалу у различных студентов, приходится оптимизировать структуру и дозы подачи информации при обучении. Общим интересом для Обучаемых и Обучающего является стремление к высокому дизайну и удобной навигации используемых ИТ. Понятно, что не существует универсальных обучающих ИТ, соответственно, на том или ином этапе обучения приходится адаптировать существующие ресурсы и оболочки в те курсы и программы обучения, которые осваиваются.

Приступая к адаптации или разработке продукта ИТ, приходится выбирать элементную структуру продукта, что также предполагает существование критериев для этого выбора. Эффективность используемого обучающего ресурса, определяющего качество образования, можно определять на основании известных методик, по результатам рейтинговых опросов. На начальном этапе представляется возможным, исходя из специфики изучаемой дисциплины и целей разработки, сформулировать структуру продукта и требования к его элементам.

Спецификой дисциплин «Электротехника», «Электроника» является необходимость проведения лабораторных и практических занятий, которые позволяют приблизить студентов к пониманию сложных явлений и соотношений, определяющих принципы действия сложных устройств и технических решений. Проработка соответствующих разделов курсов с использованием лабораторно- экспериментального оборудования оказывается не только дорогостоящей, но и растянутой во времени. Наряду с задачей получения приемлемого уровня знаний по изучаемому курсу, ставится цель получения практических навыков в использовании этих знаний, развития творческих способностей обучаемого, освоения используемых при измерениях приборов. Разрешение этой задачи лежит в области использования современных ИТ. Более перспективной целью адаптируемых продуктов является использование ИТ в практических исследованиях.

Примером использования таких ИТ является разработанный в Московском государственном институте электронной техники (МИЭТ) учебно-контролирующий модуль (УКМ) поддержки процесса обучения по курсу «Электротехника». УКМ представляет собой web-пособие, которое можно просматривать с помощью Интернет-броузера. Содержание теоретических сведений, разбора решения типовых примеров, контрольных вопросов оформлено в формате HTML. Встроенное тестирование-это набор тестов, созданных с помощью специализированного программного средства – оболочки для создания тестов. Разработка и внедрение таких универсальных и объемных продуктов под силу специализированным организациям, которые имеют необходимые ресурсы и занимаются разработкой ИТ для дистанционного обучения. Кроме того, за счет времени, проводимого обучаемым в режиме Online, процесс обучения становится дорогостоящим. Для уменьшения стоимости обучения разработчиками предлагаются дополнительные электронные средства, обеспечивающие эффективность самостоятельной работы студентов в режиме Offline. Такие средства разрабатываются в виде учебно-методических модулей, размещаются на компакт дисках или других носителях и передаются студентам. Получается, что даже высокий уровень разработки, вследствие многочисленных ограничений не может удовлетворить требований различных методик обучения, препятствует реализации преподавательского замысла. Конкретные недостатки устраняются необходимой доработкой или адаптацией продукта на основе оценок качества обучения. Структурно система представляется состоящей из следующих блоков:

- учебное пособие или руководство по изучению;

- задания или тесты для проверки усвоенного;

- тренажер или «доска инструментов» для решения задач.

Эти блоки могут объединяться разделом изучаемого курса или всем курсом. Решения, реализующие систему, после количественной оценки их эффективности, при использовании ИТ для разработки одних курсов (предметов) предполагается применить и при разработке других курсов, при этом потребуется переработка базы данных. К примеру, курс «Электротехника» изучается разными специальностями, поэтому важным моментом использования выбранной ИТ является возможность адаптации системы к различным задачам обучения. В перспективе предполагается использовать полученные наработки и для дистанционного обучения.

Выбор определенного пакета прикладных программ, используемых студентами при выполнении расчетов, зависит не только от количества времени, которое затрачивается на расчеты и оформление результатов, но и от того, насколько ориентирован этот пакет на решение технических задач. Например, среда Exel дает возможность оперировать с матрицами, но рас-чет матриц с комплексными числами невозможен. Поэтому выбор склоняется в сторону более совершенных пакетов. При этом пользователь, вследствие недостатка времени, не заинтересован в изучении особенностей программирования даже очень удобного продукта, но освоить синтаксис и приемы работы с панелью инструментов приходится. Освоение символьного способа вычислений стимулируется еще и уменьшением ошибок в вычислениях, которые часто допускаются при вычислениях вручную.

Наибольшей популярностью в настоящее время пользуется прикладной пакет программ MathCAD. Основная особенность пакета – ориентация на применение пользователями, не владеющими языками программирования. Такой подход позволяет преодолевать языковой барьер, отделяющий человека от машины. С этой целью разрабатываются пакеты прикладных программ, рассчитанные на широкие круги специалистов. Объединение текстового редактора с возможностью использования общепринятого математического языка позволяет пользователю получить готовый итоговый документ. Пакет обладает широкими графическими возможностями, расширяемыми от версии к версии. От других продуктов аналогичного назначения, например, Maple и Mathematica, MathCAD (компании Mathsoft) отличается ориентацией на создание высококачественных документов в режиме WYSIWYG (What You See Is What You Get). В процессе обучения студенты самостоятельно изучают приложения этого пакета, выполняя с его помощью большинство расчетов – от подготовки к лабораторным работам до курсового проектирования. Однако, преимуществам при использовании пакета MathCAD сопутствуют и проблемы.

Первая из них заключается в том, что работая с пакетом на получение конечного результата расчетов, обучаемые редко анализируют промежуточные результаты расчетов. В итоге, из-за непонимания смысла проделанного, получая в ответе массу чисел и выражений, обучаемые не могут сделать выводов о достоверности результатов. Примером может служить ситуация, когда при расчетах переходных процессов в курсе «Теория электрических цепей», используется прямое и обратное преобразование Лапласа. Получив результат такого преобразования на компьютере, студенты не всегда могут объяснить как этот результат получен. К этому добавляются еще и ошибки программирования. Типичными ошибками является использование одинаковых имен для разных объектов программы и разных шрифтов и языков при программировании математических выражений.

Для преодоления таких ситуаций проводится анализ типичных ошибок и отработка программирования типовых примеров. Более важным направлением использования ИТ представляется развитие самостоятельности студентов при расчетах более сложных заданий, когда необходимо найти применение известным типовым примерам. Графические возможности пакета Math CAD позволяют на промежуточных этапах вычислений получать информацию для анализа результатов. Понятно, что ошибки, допущенные при программировании, в графических данных повторяются. В качестве примера на рис.1 изображены схемы интегрирующих цепей с одинаковыми постоянными времени. Ниже приведены формулы в среде MathCAD, описывающие переходные процессы при подаче на вход цепи прямоугольного импульса. Для иллюстрации графических возможностей MathCAD на рис. 2 даны графики, которые показывают изменение характера переходного процесса при изменении длительности входного импульса. Аналогично можно получить графики при изменении постоянной времени цепи и формы импульса.

Хорошим инструментом анализа результатов расчетов является визуализация расчетов, вплоть до измерения параметров схемы или сигналов. Под визуализацией понимаем представление результатов в виде графического объекта, элементы которого будут взаимодействовать между собой во времени, т. е. отражать динамику процесса. Объединение визуальных инструментов с понятными аналитическими вычислениями может существенно оказать существенную помощь при изучении курса. Для повышения качества обучения студентов в Омском Государственном педагогическом университете (ОмГПУ) выполнялись лабораторные работы по радиоэлектронике с использованием системы схемотехнического моделирования Electronics Workbench’5 (EWB). По результатам тестирования оказалось, что использование системы схемотехнического моделирования EWB повышает коэффициент качества усвоения материала. Успешное использование прикладного информационного ресурса EWB при выполнении практических и лабораторных работ курса «Электротехника» другими учебными заведениями показывает перспективность создания виртуальных стендов, тренажеров и целых виртуальных лабораторий. ИТ, использующие ресурс EWB, позволяют моделировать электрическую схему и получить численные показания электрических приборов при решении практической задачи. Чтобы приблизить условия экспериментов к обстановке реальной лаборатории, изучить процессы в динамике, предусматривается возможность изменения параметров схемы, диапазонов используемых приборов и значений входных величин. На практических занятиях появляется возможность обучения студентов настройке лабораторных приборов и управлению режимами работы различных схем. На рис 3 даны осциллограммы, полученные с помощью системы EWB. Эти осциллограммы отображают динамику переходного процесса виртуальной схемы, приведенной на рис.1. В нашем случае графики, полученные с помощью MathCAD (рис.2) совпадают с осциллограммами рис. 3.

В общем случае именно осциллограммы виртуальной схемы позволяют проверить и убедиться в правильности расчетов той или иной электрической схемы. Наглядность результатов измерений, которые получаются с использованием виртуальных приборов, позволяет развивать практические навыки и самостоятельность мышления обучаемых.







а) б)

Рисунок -1 Виртуальная схема интегрирующей цепи
с индуктивностью(а) и с емкостью (б)


Переходная функция цепи с номиналами элементов цепи на рис. имеет вид:



Реакция цепи на положительный скачок амплитудой 10 В:



Реакция цепи на отрицательный скачок амплитудой 10 В (длительность входного импульса 20 мс).



Напряжение на емкости будет изменяться по закону:





Г рафик изменения этого напряжения приведен на рис. 2 а.

при длительности входного импульса 20 мс


Рисунок 3 – Осциллограмма изменения напряжения на емкости

Рисунок 2а – График изменения напряжения на емкости

График изменения напряжения на емкости при длительности входного импульса 5 мс приведен на рис. 2 б




Осциллограмма изменения напряжения на емкости при длительности импульса 5мс

Выводы:

1. Готовые продукты информационных технологий требуют адаптации под конкретные задачи обучения.

2. Визуализация расчетов – удобный инструмент получения практических навыков анализа результатов.

3. Объединение разных программных продуктов в технологию повышает их эффективность.

Р.Ю. Лопаткин,

канд. физ.-мат. наук,

l_rom@mail.ru

Сумский государственный университет, г. Сумы
^ ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИКИ СТУДЕНТАМИ ТЕХНИЧЕСКИХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ
Как известно, изучение физики в высших учебных заведениях, особенно студентами технических специальностей, нацелено не только на формирование современного мировоззрения. Изучение физики как науки о природе позволяет заложить базовые знания и умения для многих специальных курсов, особенно технического направления.

В большинство задач, представленных в университетском курсе физики, рассматриваются, в той или иной мере, идеализированные системы. Например, кинематика изучает движение материальной точки, молекулярная физика рассматривает идеальный газ, а движение маятника происходят по гармоническому закону. Такие существенные упрощения оправданы прежде всего стремлением научить студентов решать некоторый набор типичных (базовых) задач, т.к. на упрощенных моделях проще продемонстрировать суть методов и методик получения конечного результата.

Однако в этом случае возникает некоторый разрыв между сутью физических моделей и виденьем студента изучаемого явления, которое опирается на его мировоззрение. То есть довольно часто поднимается вопрос: "Зачем решать задачу, в которой рассматривается явление, не наблюдаемое в природе?". В этом зачастую кроется причина вялого интереса студента к изучению отдельных разделов физики и науки вообще.

Сложившаяся ситуация не безнадежна и из неё существует довольно простой выход. Для этого нужно:

1. Сместить рассмотрение материала в междисциплинарные области, что позволит расширить кругозор и свяжет курс физики с другими специальными предметами.

2. Решение задач проводить на адекватных моделях, максимально приближенных к реальным объектам, которые в идеале можно наблюдать в повседневной жизни.

3. Расширить применение компьютерной техники и современных математических методов.

Если первый пункт требует пересмотра структуры курса физики, то два последних могут быть решены в рамках существующих рабочих программ.

Такая экспериментальная модификация курса общей физики была предпринята для студентов специальности “Информационные технологии проектирования” Сумского государственного университета. Для этого на начальном этапе были разработаны методические указания для лабораторных работ, суть которых сводилась к постановке проблемных задач, требующих применения численных методов.

Например, расчет движения тела, брошенного под углом к горизонту, всегда проводится без учета сил трения при полете, хотя они сильно влияют как на форму траектории, так и на параметры полета (дальность, высоту, время и т.д.). Если ввести трение в виде нелинейной функции (вид её зачастую просто подбирается из феноменологических соображений), то задача практически, по крайней мере в рамках университетского курса математики, не решается аналитически и требует применения численных методов. Основываясь на достаточно простой метод Эйлера для решения дифференциальных уравнений [1, 2], студенты имеют возможность проследить временную динамику полета тела, попробовать построить зависимости выходных параметров полета от времени и начальных условий.

Еще одним примером может служить задача о маятнике, который отклонен от положения равновесия на угол больше 1 рад. Как известно, при таких начальных условиях закон изменения угла со временем будет существенно отличаться от гармонического. В этом случае вызывает интерес зависимость периода колебаний от начального угла и сравнение полученных значений с известной формулой ( – период колебаний; – длина маятника; – ускорение свободного падения), на которой основано решение многих задач.

Моделирование затухающих колебаний, реального газа, электрических цепей, параметры которых зависят от температуры, поведение ферромагнетиков, рассеяние частиц на кулоновском центре и т.д. – это далеко не полный список проблемных задач, способных стимулировать интерес студента к изучаемому явлению [3].

Такой подход позволяет решить перечисленные выше задачи без существенной перестройки курса физики и повысить качество знаний путем перехода от созерцательной к эвристической методологии познания.


Список литературы


1 Григоренко Я.М., Панкратова Н.Д. Обчислювальні методи в задачах прикладної математики: Навч. посібник. – К.: Либідь, 1995. – 280 с.

2 Лященко М.Я., Головань М.С. Численні методи: Підручник. – К.: Либідь, 1996. – 288 с.

3 Бурсиан Э.В. Физика. 100 задач для решения на компьютере. – С.-Пб.: ИД "МиМ", 1997. – 256 с.


А.Н. Алексеев,

канд. техн. наук, доцент,

Н.И. Волков,

доктор техн. наук, профессор,

А.Н. Кочевский,

канд. техн. наук, ст. преподаватель,

kochevsky@dl.sumdu.edu.ua

Сумский государственный университет, г. Сумы
^ ВОЗМОЖНОСТИ ПАКЕТА SOLIDWORKS ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО ПРЕПОДАВАНИЯ ИНЖЕНЕРНЫХ ДИСЦИПЛИН
Конструкторскую деятельность на современных машиностроительных предприятиях невозможно представить себе без применения компьютера и соответствующего программного обеспечения. Приобретение опыта работы с такими программами – важный этап становления современного инженера. В работе [1] авторами представлен обзор существующих на рынке программных пакетов для машиностроительного конструирования, а также анализируется возможность включения работы с этими пакетами в учебный процесс, в том числе для дистанционной формы обучения.

На сегодняшний день одним из наиболее привлекательных пакетов по доступности и предоставляемым возможностям является SolidWorks (www.solidworks.com). Как и другие пакеты среднего класса, SolidWorks позволяет пользователю создать трехмерную твердотельную модель отдельных деталей, а затем создать сборку, включающую в себя несколько деталей или сборок. Интерфейс SolidWorks позволяет рассмотреть проектируемое изделие в различных ракурсах, вращая, перемещая и увеличивая/уменьшая его с помощью одной лишь мышки. Чертежи в этих пакетах генерируются автоматически – пользователь лишь указывает, какие виды и разрезы он хотел бы отобразить в виде чертежа. При изменении какого-либо размера на чертеже автоматически перестраивается твердотельная модель детали и сборки.

Прочие достоинства SolidWorks (по сравнению, например, с AutoCAD) таковы. Возможность указания связи между размерами – при изменении размера одного элемента размеры связанных с ним элементов обновятся надлежащим образом. Возможность использования таблицы параметров, сохраняемой в виде файла Excel, – эта таблица позволяет создать несколько различных конфигураций детали, путем подстановки значений из таблицы в размеры детали. Возможность контроля правильности работы собранного механизма в целом – если в процессе работы механизма одна деталь цепляется за другую, это можно наглядно видеть на экране. Возможность проектирования детали в контексте сборки – программа помогает пользователю выбрать форму и размеры детали таким образом, чтобы она рационально занимала место внутри собранного механизма, и не препятствовала требуемому перемещению других деталей.

В состав SolidWorks входят модули, позволяющие повысить наглядность представления разрабатываемых изделий. Модуль PhotoWorks позволяет создавать реалистичные изображения моделей SolidWorks с фотографическим качеством, используя имеющуюся библиотеку текстур поверхностей (металл, пластмасса, и т.д.). Модуль SolidWorks Animator позволяет анимировать и записывать сборки SolidWorks в движении, в виде файлов .avi.

Далее остановимся на модулях пакета SolidWorks [2], которые делают его особенно привлекательным для совместной работы над проектом удаленными разработчиками, а также для дистанционной формы обучения.

Модуль eDrawings Viewer является бесплатной программой для просмотра файлов SolidWorks, которую можно загрузить с сайта www.solidworks.com. Кроме того, имеется возможность сохранять файлы моделей, сборок и чертежей SolidWorks непосредственно в формате eDrawings, в результате чего получаемые файлы занимают на порядок меньше места, что удобно для их отправки по электронной почте. Интерфейс eDrawings Viewer так же позволяет рассмотреть проектируемое изделие в различных ракурсах, вращая, перемещая и увеличивая/уменьшая его с помощью одной лишь мышки. В eDrawings Viewer имеется также возможность виртуальной разборки конструкции на отдельные детали, встроенная анимация, и возможность рецензирования, что очень удобно для дистанционного обучения (рис. 1).

Отметим также, что для просмотра файлов eDrawings наличие установленной программы eDrawings Viewer не обязательно. В eDrawings Viewer имеется возможность сохранять файлы в виде архива (в т.ч. самораспаковывающегося), и даже в формате .html. Объекты, запакованные в этих файлах, уже содержат встроенную программу просмотра eDrawings. Для просмотра файлов eDrawings, сохраненных в формате .html, достаточно лишь наличия браузера Inernet Explorer 5.5 или выше.



^ Рис. 1. Сборка насоса, открытая в eDrawings Viewer,
с рецензией преподавателя


Модуль SolidWorks 3D Instant Website позволяет создать web-страницу из программы SolidWorks. Просто нажав кнопку мыши, можно создать web-страницу на сервере, предоставляемом корпорацией SolidWorks, или на локальном или сетевом диске. При создании используется шаблон и стиль, настраивать которые можно самостоятельно.


Список литературы

1. Волков Н.И., Алексеев А.Н., Кочевский А.Н. Обзор современных программных пакетов для машиностроительного конструирования и их использование при преподавании инженерных дисциплин // Наука і освіта: Збірник наукових праць (до 40-річчя співпраці НТУ “ХПІ” та Мішкольцького ун-ту) – Харків: НТУ “ХПІ”, 2004. – С. 347-350.

2. Знакомство с SolidWorks Educational Edition, 2003/2004.

Л.А. Киценко,

канд. физ.-мат. наук, доцент,

Л.С. Каминская,

О.Т. Сташкова,

А.М. Осинцев,

канд. физ.-мат. наук, доцент,

osintsev@kemtipp.ru

Кемеровский технологический институт

пищевой промышленности, г. Кемерово
^ РОЛЬ ТЕСТОВ ПО ФИЗИКЕ В ПОВЫШЕНИИ КАЧЕСТВА ПОДГОТОВКИ ИНЖЕНЕРОВ
Физика как одна из фундаментальных дисциплин, изучаемых в технических вузах, занимает важное место в инженерной подготовке. В последнее время по ряду причин произошло сокращение количества часов, отводимых на изучение данного курса. Поэтому особенно актуальным становится вопрос, как при уменьшении объема часов не только сохранить, но и повысить уровень качества подготовки будущих специалистов. Ситуация усугубляется еще и тем, что курс физики изучается студентами первого-второго курсов, вчерашними школьниками. Проблема, возникающая в этой связи, – недостаточный и постоянно снижающийся уровень физико-математической подготовки выпускников средних учебных заведений, если это не гимназия, лицей или специализированный класс.

Одной из причин недостаточно высокой успеваемости студентов по физике является различие в методике контроля текущей работы над учебным материалом в вузе и школе. Качество усвоения теоретического материала, прочитанного на лекциях, в полном объеме проверяется лишь во время сессии на экзаменах. Эта кажущаяся свобода от необходимости систематической работы над теоретическим курсом в течение всего семестра приводит к тому, что добросовестно работают только наиболее ответственные и усидчивые студенты. Остальные откладывают изучение на период экзаменов и, естественно, не все успевают достаточно полно разобраться в материале сдаваемого курса. Отсюда появляются неудовлетворительные оценки и большое количество “троек”. Низкие оценки свидетельствуют чаще всего о том, что значительная часть студентов своевременно не работала над теоретическим материалом. Поэтому исключительное значение имеет текущий контроль знаний и его правильная организация.

Организация текущего контроля знаний студентов преследует две основных цели:

первая – систематическая проверка усвоения материала по текущим разделам курса;

вторая – принудительное стимулирование изучения теоретического материала в течение всего семестра.

Поскольку практические и лабораторные занятия по физике проводятся один раз в две недели, а защиты лабораторных работ подгруппой, то индивидуальный контроль знаний тщательно провести зачастую не представляется возможным. Как показывает накопленный опыт преподавания физики в КемТИПП, наиболее эффективным является тестовый контроль знаний студентов. В значительной степени это обусловлено тем фактом, что в “секторе личных интересов” студента начальных курсов, в котором усвоение подаваемой информации происходит наиболее легко и с высокой эффективностью, понятие “глубокое изучение предметов “еще не имеет четкого определения. Кроме того, психологически обосновано, что тестирование повышает интерес и активизирует умственную деятельность субъекта.

При этом тестовый контроль прост и доступен, с его помощью на основе унифицированных критериев можно малыми силами быстро проверить степень подготовки большого числа испытуемых и выявить пробелы в их знаниях.

При реализации данного направления преподавателями кафедры было разработано множество различных тестовых вопросов и заданий, а также “качественных” задач, применяемых при защите лабораторных работ, проведении коллоквиумов, практических занятий, расчетно-графических работ и экзаменов, в том числе на заочной и дистанционной форме обучения.

Задания систематизированы и вышли в печать в виде двух сборников задач и тестовых вопросов по физике (часть 1 и часть 2), содержащих более 1200 задач и тестов по всем разделам курса физики в соответствии с действующей учебной программой. Кроме того, авторы приняли участие в подготовке к переизданию учебного пособия “Тестовый контроль по лабораторному практикуму”. Разработаны материалы электронного экзамена по курсу “Общая физика” для студентов технологических специальностей.

Практическое применение разработанных с участием авторов учебных пособий в КемТИПП продолжается в течение последних 5 лет. Анализ накопленных по отдельным студенческим группам данных позволяет отметить повышение успеваемости. Количественную оценку влияния тестового контроля на уровень знаний студентов методами математической статистики с установлением корреляционных зависимостей можно будет дать после накопления достаточной выборки данных, для получения которой требуется разработка методики сбора необходимых данных и привлечение преподавателей не только кафедры физики, но и других кафедр института, применяющих тестирование в преподавании своих дисциплин.

Однако уже сейчас можно сказать, что применение тестового контроля на всех этапах обучения физике в семестре позволяет повысить интерес к изучаемому предмету, улучшить степень подготовленности студентов по курсу, углубить их знания и тем самым повысить качество подготовки будущих инженеров.


Г.М. Мяленко,

М.Н. Потапова,

к.т.н., доцент

Е.А. Вагайцева

Кемеровский технологический институт пищевой

промышленности, г. Кемерово
^ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
В ИНЖЕНЕРНОЙ ГРАФИКЕ
В современное время темп развития информационных технологий настолько возрос, что учебный процесс с каждым годом становится все более интенсивным. На современном этапе инженер любой специальности должен обладать не только специальными знаниями по своему профилю, но и свободно общаться с компьютером, поэтому на кафедре начертательной геометрии и инженерной графики Кемеровского технологического института пищевой промышленности постоянно отслеживаются все разработки программ, их усовершенствования, связанные с начертательной геометрией и конструкторской документацией.

В настоящее время информационные технологии представляют большой выбор уже готовых информационных продуктов, которыми может воспользоваться специалист.

Но мы считаем, что студент должен сам освоить процесс получения конечного продукта, поэтому на практических занятиях даем возможность самому получить с помощью специальных программ желаемый результат. Новые технологии позволяют студентам дополнительно изучать дисциплину «НГ и ИГ» с помощью электронных учебников, что дает возможность достичь высшего уровня образовательных стандартов.

Электронное обучение дает возможность не только получать информацию, но и самостоятельно проконтролировать, насколько усвоен материал с помощью системы тестирования.

Новые современные программы формируют у студентов потребность в самообразовании, в связи с увеличением ее доли в образовательном процессе. Подача учебной информации на экране компьютера дает возможность более легко и прочно запоминать полученную информацию, при этом студент получает речевую и зрительную информацию.

Н.Ю. Слепушко

info@dl.sumdu.edu.ua

Сумский государственный университет, г. Сумы
^ ДЕМОНСТРАЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ С ЭЛЕМЕНТОМ ИНТЕРАКТИВНОСТИ В ДИСТАНЦИОННОМ КУРСЕ «НАЧЕРТАТЕЛЬНАЯ ГЕОМЕТРИЯ»
Курс «Начертательная геометрия» является вводным для инженерных специальностей: студенты овладевают алгоритмами геометрических построений и развивают пространственное мышление. Достижение в этом достаточно сложном курсе высоких познавательных результатов станет определяющим для последующего успешного овладения другими инженерными дисциплинами. В связи с этим, работая над созданием дистанционного курса «Начертательная геометрия», необходимо в полной мере воспользоваться потенциалом компьютерных технологий для обеспечения наглядности, пошагового отображения и комментирования алгоритмов геометрических построений, интерактивности компьютерных моделей.

В соответствии с вышесказанным в дистанционном курсе «Начертательная геометрия», разработанном в лаборатории дистанционного обучения Сумского государственного университета, принципиальным было решение дополнить лекционный материал мультимедийными демонстрационными моделями с элементом интерактивности.

На сегодняшний день реализованы демонстрационные материалы для изучения алгоритмов построения главной линии плоскости, нахождения натуральной величины отрезка, определения точки пересечения прямой с плоскостью, нахождения расстояния от точки до плоскости и др.

Демонстрационные материалы пошагово отображают алгоритм того или иного построения, сопровождая каждый шаг соответствующими комментариями. Математическая модель, заложенная в основу демонстрации, обеспечивает возможность изучения алгоритма для разных входных параметров, параметров сгенерированных автоматически или заданных студентом.

Демонстрационные материалы предоставляют студенту следующие возможности (http://dl.sumdu.edu.ua/demo/):

1) изучать алгоритм в индивидуальном темпе, при необходимости, возвращаться к предыдущим шагам построения;

2) самостоятельно задавать входные параметры построения (положение точки, прямой, плоскости), в том числе прорабатывать алгоритм для разных входных параметров;

3) работать с эпюром или аксонометрическим видом, в том числе и изменять их масштаб;

4) обобщать алгоритм построения на итоговой модели.

Преподаватель также получает дополнительные возможности организации и учета познавательной деятельности студента:

1) обеспечить каждого студента индивидуальными входными параметрами для изучения алгоритма;

2) рекомендовать студенту повторно проработать алгоритм с другими входными данными (сгенерированными компьютером, определенными студентом самостоятельно или заданными преподавателем);

3) за счет автоматизации репродуктивных видов работы создать дополнительный резерв времени, которое преподаватель сможет использовать для реализации учебного процесса на эвристическом уровне;

4) использовать информацию о том, проработал ли студент демонстрационный материал и если проработал, то сколько раз.

При выборе средства реализации демонстрационных материалов с элементом интерактивности мы ориентировались на следующие технические требования:

1) реализация демонстрационных материалов в векторном формате;

2) возможность использования демонстрационных материалов в сети Интернет;

3) возможность включения в демонстрационный материал элемента интерактивности;

4) наличие средств связи с базами данных системы дистанционного обучения СумГУ (передача данных о работе студента);

5) ориентация на бесплатное программное обеспечение для просмотра демо