авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 6 |

«Секция 1. Образование в вузах и колледжах Секция 1. Образование в вузах и колледжах ОГЛАВЛЕНИЕ ...»

-- [ Страница 3 ] --

Разработка световой композиции является одним из заключительных элементов подготовки специалистов в рамках специализации «Оптика светового дизайна». Для выполнения такого рода учебного задания обучающийся приобретает необходимые знания и навыки владения различными техническими приемами. Методика обучения этим навыкам включает в себя реальный эксперимент, позволяющий осуществлять различные оптические эффекты, такие как дифракция, интерференция, деформацию изображений и т.п. Студентам предоставляется возможность более глубокой и количественной оценки этих явлений с помощью вычислительной техники в рамках курса «Оптика специальных эффектов».

Для моделирования оптических специальных эффектов используются компьютерные технологии MathCad и MatLab. Технология MathCAD эффективна для реализации детерминированных моделей световых полей в виде систем нелинейных уравнений при изменяющихся начальных условиях. Встроенные MathCAD-объекты для решения уравнений общего вида позволяют воспроизводить сложные эффекты на основе муаровых, фрактальных, интерференционных картин. Относительным недостатком моделей на основе MathCAD является сложность реализации динамических эффектов. Соответственно, в технологии MatLab реализуются более простые, но динамически изменяющиеся в реальном масштабе времени модели оптических полей. Эти модели реализуются тремя способами: первый - значительное упрощение точных детерминированных моделей, второй – аппроксимацией сложных эффектов упрощенными текстурами и третий использованием классических алгоритмов реализации двумерных случайных процессов.

Сопоставление реального эксперимента и компьютерного анализа имеет свое развитие в ходе выполнения разнообразных заданий в рамках учебного курса «Основа изобразительной грамоты» и «Пространственная композиция».

Реализация приобретенных навыков проявляет себя при разработке масштабной световой композиции. Одной из главных задач при этом является сочетание гуманитарного и технического начал. Поиск художественного образа, его динамики и гармоничного цветосочетания, определяющих настроение и заданное чувственное ощущение осуществляется с помощью графических компьютерных программ, что существенно снижает затраты для его оптимального решения.

Компьютерные построения световых композиций, основанные на ощущении реального эксперимента, отличаются основательностью, не позволяющей оторваться от возможности физического осуществления задуманного, что не редко случается с художниками.

Секция 1. Образование в вузах и колледжах ПРЕДМЕТ «ЭЛЕКТРОНИКА» В УЧЕБНОМ ПЛАНЕ ПОДГОТОВКИ СПЕЦИАЛИСТОВ ПО НАПРАВЛЕНИЮ «ПРИБОРОСТРОЕНИЕ»

С.Г. Прохоров 1, О.В. Куранова Филиал «Восток» Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева, Чистополь Белорусский национальный технический университет, Минск, Беларусь Изложена структура и краткое содержание учебного предмета «Электроника», преподаваемого в филиале «Восток» КГТУ им. А.Н. Туполева.

В государственных образовательных стандартах первого, второго и проекте третьего поколения заложена тенденция снижения объема часов федерального компонента. Несомненно, что эта концепция дает больше самостоятельности вузам в формировании учебных планов за счет большего количества часов, отводимых на национально-региональный компонент, дисциплины по выбору и специализации. Это позволяет каждому вузу учесть свою региональную специфику подготовки специалистов, усилив именно ту федеральную дисциплину, которую данный вуз считает наиболее важной для инженера или ввести новый предмет, дополняющий по содержанию федеральный компонент.

Сокращение объема часов в федеральном компоненте на дисциплину «Электроника» и объединение ее с другими предметами, по поводу которого наше мнение было уже изложено ранее [1, 2], привело к необходимости включить в учебный план подготовки специалиста по направлению «Приборостроение» в качестве вузовского компонента дисциплины «Аналоговая электроника» и «Цифровая электроника». Считаем, что данные дисциплины существенно дополняют федеральную дисциплину «Электроника и микропроцессорная техника» и являются основой для специальной дисциплины «Схемотехника измерительных устройств». Таким образом, в целом содержание предмета «Электроника» занимает три семестра.

Задача дисциплины «Аналоговая электроника» заключается в изучении элементной базы, типовых схем усилителей, компараторов, генераторов, расчете конкретных типовых схем. Задание на курсовое проектирование включает в себя разработку и расчет принципиальной электрической схемы электронного устройства, выполняющего конкретную функцию и т.п. Далее в следующем семестре в дисциплине «Электроника и микропроцессорная техника» студенты изучают транзисторные ключи, базовые логические элементы, источники вторичного электропитания. В дисциплине «Цифровая электроника» излагаются принципы работы типовых цифровых функциональных узлов (триггеры, регистры, счетчики, сумматоры, мультиплексоры, шифраторы и т.д.), минимизации переключательных функций и синтеза сложных логических схем. Курсовая работа по дисциплине «Схемотехника измерительных устройств» предполагает разработку и расчет цифрового измерительного устройства.

Весь комплекс дисциплин по электронике сопровождается обязательным выполнением студентом 14-16 лабораторных работ на соответствующих стендах. В настоящее время планируется создать электронную версию данных лабораторных работ на базе программного обеспечения Workbench и LabView. Предполагается, что студент сначала должен выполнить виртуальную лабораторную работу, чтобы четко понимать какие сигналы он должен получить на выходе изучаемого устройства и какие измерения провести. Затем проделать данную лабораторную работу на соответствующем стенде.

В настоящее время виртуальные лабораторные работы созданы по многим предметам и уже применяются во многих вузах, что приветствуется и считается прогрессивным применением информационных технологий и при этом значительно сокращаются затраты на оборудование.

Следует отметить, что выполнение виртуальной лабораторной работы, как правило, не создает проблем для студентов, они уже достаточно хорошо умеют обращаться с компьютером. Однако, переход к стендам («железу») у большинства вызывает трудности: они боятся включать приборы, крутить ручки, подключать питание, выполнять соединение на стенде проводниками. В большей степени это психологический барьер. Большинство студентов приходит в вуз сразу после школы, где лабораторные работы чаще всего демонстрируется учителем. Закрылись многие кружки технического творчества, которых прежде было достаточно и где все желающие могли приобрести практические навыки. В этом случае чрезмерное увлечение виртуальными лабораторными работами еще и в вузе может привести к тому, что мы будем готовить «виртуальных» инженеров.

Безусловно, создание электронных учебников, практикумов, лабораторных работ, тестов – это настоятельная потребность сегодняшнего дня, поскольку многие необходимые учебники и пособия издаются небольшими тиражами и не всегда их можно приобрести. Надеемся, что электронные издания приобретать вузам будет намного проще. С этой целью можно было бы создать банк Секция 1. Образование в вузах и колледжах электронных изданий, возможно, на базе сайта УМО и организовать доступ к ней вузам, входящим в состав УМО. Наличие в вузе современной информационной базы, библиотеки электронных изданий по всем предметам учебного плана даст возможность вузам развивать дистанционные формы обучения.

Следует добавить, что с 2004/2005 учебного года в Казанском государственном техническом университете им. А.Н. Туполева начинает действовать бально-рейтинговая система оценки качества учебной работы студентов с использованием модульной технологии обучения. Учебный материал дисциплины делится на несколько модулей, которые могут содержать как отдельный вопрос темы, так и несколько тем. Учебный модуль должен включать в себя следующие компоненты:

сформулированную учебную цель;

учебно-методический материал;

список основной и вспомогательной литературы;

материал для практических (лабораторных) занятий;

контрольные задания (тесты) для оценки степени усвоения учебного материала. Учебный модуль завершается определенной формой контроля для получения бально-рейтинговой оценки качества учебной работы студента.

Семестр подразделяется на три учебных цикла, каждый из которых заканчивается промежуточной бально-рейтинговой аттестацией, поэтому минимальное количество модулей по дисциплине должно быть не менее трех. На изучаемую дисциплину с учетом экзамена или зачета в одном семестре отводится 100 зачетных единиц. При этом до 60 баллов студент может получить за текущую работу в семестре. Экзамен (зачет) оценивается в 40 баллов. По результатам экзаменационной сессии рассчитывается рейтинг каждого студента наряду с экзаменационными оценками. На наш взгляд основой данной системы является промежуточное и итоговое тестирование по дисциплине. Создание базы электронных тестов по всем предметам – это основная задача преподавателей на данном этапе, что ложится на них дополнительной нагрузкой. Вероятно, аналогичные бально-рейтинговые системы были испытаны в других вузах, хотелось бы узнать о существующем опыте, о плюсах и минусах введения таких систем.

Литература 1. Прохоров С.Г. Сборник трудов Международного оптического конгресса «Оптика ХХI век».

Конференция «Оптика и образование». Санкт-Петербург, 14 - 18 октября 2002 г. Санкт-Петербург, СПбГИТМО(ТУ), 2002. С. 34-35.

2. Долматов О.А., Прохоров С.Г., Куранова О.В. Сборник статей Международной конференции «Электромеханические и электромагнитные преобразователи энергии и управляемые электромеханические системы». Екатеринбург, 2003. Вестник УГТУ-УПИ, 2003, №5 (25), ч. 2. С.

324-328.

Секция 1. Образование в вузах и колледжах Секция 2. Современные информационные технологии обучения Секция 2. Современные информационные технологии обучения ОГЛАВЛЕНИЕ стр.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТЬЮ ДЛЯ СОЗДАНИЯ НАГЛЯДНЫХ ПОСОБИЙ В ЭЛЕКТРОННОМ ВИДЕ ………………………………… Беляков Ю.М., Молин Д.А., Рожин В.В.

Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева, Казань ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ИЗОБРАЖЕНИЯ ВОГНУТОЙ ДИФРАКЦИОННОЙ РЕШЕТКИ…………..…….. Пеплов А.А.

Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева, Казань ИЗ ОПЫТА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МУЛЬТИМЕДИА-ПРОГРАММ В ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТАХ … Пряхин Ю.А.

Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева, Казань РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ И ЭЛЕКТРОННОГО УЧЕБНИКА ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ОПТИЧЕСКИЕ И ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ» ……… Торшина И.П. 1, Якушенков Ю.Г. ЦНИИ «Циклон», Москва Московский государственный университет геодезии и картографии (МИИГАиК), Москва ПРОГРАММЫ ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНАМ «ОСНОВЫ ОПТИКИ»

И «РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ» ………………………………………….. Запрягаева Л.А., Свешникова И.С.

Московский государственный университет геодезии и картографии, Москва ЦИКЛ ЭЛЕКТРОННЫХ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫМ ПРИБОРАМ С МАТРИЧНЫМИ ФОТОПРИЕМНИКАМИ…………………………………………………………………… Гришанов В.Н.

Самарский государственный аэрокосмический университет, Самара ПРИМЕНЕНИЕ ДЕКЛАРАТИВНЫХ МЕТОДОВ ОПИСАНИЯ ЗАДАЧ В СИСТЕМАХ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ОБУЧЕНИЯ И ТЕСТИРОВАНИЯ ………………………………………….. Карпова Т.С.

Международный банковский институт, Санкт-Петербург ИНФОРМАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ СОПРОВОЖДЕНИЕ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА В СПБГУ ИТМО ……………………………………………………………………………………………………. Васильев В.Н., Шехонин А.А., Лямин А.В., Тарлыков В.А.

Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики, Санкт-Петербург Секция 2. Современные информационные технологии обучения ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ТОМОГРАФИИ ………………………………………….……… Марусина М.Я., Казначеева А.О.

Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики, Санкт-Петербург ВИРТУАЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА "ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ АБЕРРАЦИЙ ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ НА КАЧЕСТВО ИЗОБРАЖЕНИЯ" ………………………………………….. Бурсов М.В., Портнов Д.А.

Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики, Санкт-Петербург АНАЛИЗ ИНДИВИДУАЛЬНОГО ОПЫТА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ПРАКТИКЕ ОБУЧЕНИЯ СТУДЕНТОВ ТЕХНИЧЕСКОГО ВУЗА ДИСЦИПЛИНАМ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ЦИКЛА …………………………………………………………….. Керро Н.И.

Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики, Санкт-Петербург УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ ПО ОПТИМИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ ОПТИЧЕСКИХ РЕЗОНАТОРОВ …………………………………………………………… Смирнов Е.А.

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ», Санкт-Петербург ОБУЧАЮЩАЯ СИСТЕМА "ЛАЗЕРНЫЙ ДИСТАНЦИОННЫЙ КОНТРОЛЬ АТМОСФЕРЫ"……….. Брюханова В.В., Самохвалов И.В., Жигулин М.В.

Томский государственный университет, Томск ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА ПО РАДИАЦИОННЫМ СПЕКТРАЛЬНЫМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ НЕОДНОРОДНЫХ ГАЗОВЫХ СРЕД С БОЛЬШИМ ГРАДИЕНТОМ ТЕМПЕРАТУР(300-3000К)………………………………………………………………………………………... Войцеховская О.К., Войцеховский А.В., Запрягаев А.Ю.

Томский государственный университет, Томск Секция 2. Современные информационные технологии обучения Секция 2. Современные информационные технологии обучения МОДЕЛИРОВАНИЕ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТЬЮ ДЛЯ СОЗДАНИЯ НАГЛЯДНЫХ ПОСОБИЙ В ЭЛЕКТРОННОМ ВИДЕ Ю.М. Беляков, Д.А. Молин, В.В. Рожин Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева, Казань Предлагается методика создания наглядных пособий в электронном виде по оптическим системам. Пособия предназначены к применению в учебном процессе. Они представляют собой смоделированные в виртуальной реальности оптические системы. На ЭВМ разрабатывается программа, использующая аппарат аналитической геометрии в пространстве.

В настоящее время при изложении докладов технического содержания иногда требуется обеспечить наглядность тех приборов или процессов, о которых идёт речь. Наилучшую информативность дают трёхмерные модели. Применение современных технических средств обучения позволяет использовать наглядные пособия созданные в электронном виде. Такие пособия могут изображать не просто трёхмерные объекты, они способны показать их в динамике.

Существует множество программ автоматизированного проектирования, позволяющих моделировать трехмерные объекты. Однако для применения в области создания динамически перемещающихся объектов удобнее использовать пакеты программ, предназначенные для создания моделей интерьера и применяемые преимущественно в дизайн проектах в архитектуре. Примером такого пакета является широко распространенная программа 3D Studio Max. Для эффективной работы подобные программы требуют довольно глубокого изучения методов работы в них. Поэтому возникает необходимость создания упрощённого варианта приложения, ориентированного на выполнение узкого круга задач, например, моделирования оптических систем.

На кафедре оптико-электронных систем КГТУ ведётся разработка программы создания электронных наглядных пособий оптических систем. Основное её назначение заключается в моделировании оптических систем, процессов с использованием базы данных таких элементов оптических приборов, как линз и призм. Пользователь при создании пособия располагает элементы оптической системы, подобранные из базы данных, в нужной последовательности, задаёт их размеры и расстояния между ними. Если необходимо, то указывает законы движения частей моделируемой системы или ход лучей в ней. Затем происходит моделирование созданной оптической системы в виртуальном пространстве и вывод на экран её трёхмерного изображения. Для повышения информативности пособия предусматривается возможность изображения смоделированных объектов с разных сторон, а также режим записи видеороликов.

Подобный подход не требует от пользователя глубокого изучения методов работы с программой, а использование базы данных оптических элементов позволяет свести к минимуму необходимость построения поверхностей сложной формы. В базу данных включаются стандартные заготовки форм элементов оптических систем. Пользователю остаётся лишь указать тип объекта, его размер и расположение, а координаты точек полученной поверхности вычисляются автоматически согласно заложенным в базу данных сведений о выбранной поверхности.

В целом система по своей работе напоминает 3D Studio Max, являясь существенно упрощённым вариантом. На данном этапе разработки не ставится задача отображения текстур материалов на моделируемых объектах. Объекты различаются формой, цветом и яркостью цвета в зависимости от заданного освещения. В этом и в отсутствии теней от объектов заключается основное отличие разрабатываемой программы от 3D Studio Max, однако при разработке моделей оптических систем эти отличия не играют существенной роли, учитывая то, что основное внимание при разработке уделяется упрощению использования, а именно простоте моделирования и задания Секция 2. Современные информационные технологии обучения движения объектов. Кроме того, инженеру проще задать движение предмета, используя математическую запись закона перемещения, чем работать с программой, предназначенной для профессионального создания компьютерной графики.

Разработка программы ведётся в среде программирования Delphi. В программе предусмотрено несколько режимов работы. Это собственно моделирование оптических систем, режим отображения, режим редактирования базы данных, режим воспроизведения предварительно записанных видеороликов. Общий принцип работы заключается в следующем. Пользователь моделирует систему и дает команду на отображение. Согласно созданным параметрам вычисляются координаты всех элементов в виртуальном пространстве и запускается механизм прорисовки. Далее при нажатии определённых клавиш управления происходит повторная прорисовка с учётом изменённых параметров изображения. Может быть включён режим записи видеоролика, при котором в файл записываются все действия и параметры расположения системы в каждый момент времени. При демонстрации можно просто запустить воспроизведение ранее записанного ролика.

Для реализации изображения объектов был разработан алгоритм, работающий на основе аппарата аналитической геометрии в пространстве. Алгоритм работает следующим образом.

Элементарный виртуальный объект плоскость задаётся в пространстве набором точек с соответствующими координатами. Виртуальный наблюдатель имеет координаты точки расположения глаза, а также координаты тройки взаимоортогональных векторов, определяющих положение наблюдателя в виртуальном пространстве. Один из векторов определяет направление взгляда наблюдателя, другой показывает направление «верха» наблюдателя, третий является векторным произведением двух предыдущих. На некотором расстоянии перед наблюдателем перпендикулярно направлению взгляда располагается плоскость проекции изображения (ППИ). На эту плоскость осуществляется проекция изображения виртуального объекта. В реальном пространстве это плоскость монитора. Затем путём аналитических вычислений находятся координаты точки пересечения линии, соединяющей точку расположения глаза и одну из точек виртуального объекта, с ППИ. Затем эти координаты переводятся в относительные двумерные координаты на ППИ, которые одновременно являются координатами расположения точки на мониторе. Подобная операция проводится для всех точек виртуального объекта, и полученные точки выводятся на экран и соединяются линиями. Таким образом, получается изображение виртуального объекта на экране. В описанный алгоритм включены процедуры вычисления яркости цвета объекта в зависимости от угла падающего на него виртуального освещения;

определения порядка прорисовки изображений в зависимости от того, какой объект находится ближе к наблюдателю;

оценки факта попадания изображения предмета в область экрана.

Разрабатываемая программа предназначена для создания наглядных пособий в электронном виде, применяемых при изложении докладов на научных конференциях, при проведении лекций, требующих наглядного представления данных, а также иных применений в учебном процессе по оптическим дисциплинам.

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ИЗОБРАЖЕНИЯ ВОГНУТОЙ ДИФРАКЦИОННОЙ РЕШЕТКИ А.А. Пеплов Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева, Казань Представлена программа, позволяющая рассчитывать и строить точечные диаграммы и аппаратные функции для спектрографа на основе вогнутой неклассической (голограммной или нарезной) дифракционной решетки для нескольких длин волн одновременно. В качестве примера приведена точечная диаграмма и соответствующая ей аппаратная функция.

Основным элементом многих спектральных приборов является вогнутая дифракционная решетка. Поэтому при расчетах этих приборов особое внимание уделяется расчету и оценке качества именно дифракционной решетки.

В настоящее время существует ряд отечественных программ, позволяющих рассчитывать и анализировать спектральные приборы на основе вогнутой дифракционной решетки как голограммной, так и нарезной, например, OPAL и DEMOS. Однако эти программы позволяют получить изображение точки, а не щели.

В связи с этим была создана программа для оценки качества изображения, даваемого вогнутой дифракционной решеткой, которая может быть использована как в учебном процессе, так и на производстве. Оценка качества производится посредством расчета хода лучей, построения точечной диаграммы - совокупности изображений точек, дифрагированных различными участками поверхности решетки, и аппаратной функции.

Секция 2. Современные информационные технологии обучения Программа позволяет получать точечные диаграммы как для точки, находящейся в центре входной щели, так и для щели в целом с учетом ширины и высоты. Возможен расчет точечных диаграмм для четырех длин волн одновременно и построения соответствующих графиков в одном окне и в одинаковом масштабе, но на разных графиках. Это дает возможность сравнительного качественного и количественного анализа непосредственно в ходе расчета. Также имеется возможность построения аппаратных функций для тех же четырех длин волн. В процессе работы представляется возможность выбора или смены типа решетки – голограммная или нарезная, и апертуры – прямоугольная или круглая, а также свободный доступ к параметрам системы.

Пример точечной диаграммы и соответствующей ей аппаратной функции приведен на рис.

ИЗ ОПЫТА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МУЛЬТИМЕДИА-ПРОГРАММ В ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТАХ Ю.А. Пряхин Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева, Казань Представлен опыт организации применения обучающих и учебных мультимедиа-программ в учебных дисциплинах «Вычислительная оптика» и «Основы оптики» для специальности 190700 – Оптико-электронные приборы и системы для студентов 2-3 курсов. В лабораторных работах использован обучающий мультимедиа продукт MathCad2000 и интерактивный курс «Открытая физика, часть 2». Рассмотрены и проанализированы особенности учебного процесса.

В курсе «Вычислительная оптика» студенты 3 курса осваивают разделы прикладной математики применительно к другим курсам по специализации, включая приближение функций, преобразование Фурье, операция свертки, действия с матрицами, решение систем уравнений. Дидактической ценностью использования обучающих и интерактивных продуктов, математических пакетов МаthCad, MatLab является формирование наглядных зрительных моделей физических явлений, возможность многократного повторения упражнений при простом и многообразном графическим представлении результатов.

Обучающая интерактивная система МаthCad используется в первой лабораторной работе как введение в систему. Обучение идет в виде последовательных частей, каждая из которых длится по 15 20 мин. с демонстрацией на дисплее и аудио-комментарием. Затем проводится тестирование усвоения материала в виде повторения действий в этой же системе. На следующем этапе студенты получают конкретные задания с изложением методики их выполнения. Эти задания направлены, в первую очередь, на повторение материалов по анализу и элементам численных методов и по закреплению навыков работы в системе MathCad. Это аппроксимация и приближение функций, поиск корней уравнений и систем, ряды и интеграл Фурье, действия с матрицами, построение графиков функций. На третьем этапе студенты получают задания, связанные с физическими задачами – вычисление и графическое представление функции рассеяния, оптической передаточной функции (ЧКХ, ФПК), матричный расчет коэффициента пропускания многослойных интерференционных фильтров, матричный расчет оптических систем и анизотропных элементов. Исходные данные для расчетов студенты должны брать как из лекций по данному курсу, так и из лекций по другим спецкурсам специализации по специальности 190700 - Оптико-электронные приборы и системы.

Выявлено, что длительность устойчивого внимания восприятия мультимедиа-курса составляет 15- мин, затем должно следовать тестирование (5-10 мин.), эффективность обучения увеличивается, когда студенты выполняют задания по два человека за счет кумулятивного обмена и эмоциональной поддержки друг друга.

Секция 2. Современные информационные технологии обучения Целесообразно использовать и более широкий обмен информацией, дополнительно требуется самостоятельная работа студентов по повторению необходимых разделов высшей математики.

РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ И ЭЛЕКТРОННОГО УЧЕБНИКА ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ОПТИЧЕСКИЕ И ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ»

И.П. Торшина 1, Ю.Г. Якушенков ЦНИИ «Циклон», Москва Московский государственный университет геодезии и картографии (МИИГАиК), Москва Рассматривается структура системы дистанционного обучения по дисциплине «Оптические и оптико-электронные приборы и системы» и её составной части - электронного учебника «Теория и расчет оптико-электронных приборов».

Система дистанционного обучения по дисциплине «Оптические и оптико-электронные приборы и системы» состоит из трех частей: «Физические основы и элементы оптико-электронных приборов и систем», «Основы теории приема сигналов в применении к оптико-электронным системам», «Методы расчета основных параметров и характеристик оптико-электронных приборов и систем».

Для её реализации была разработана электронная версия учебника «Теория и расчет оптико электронных приборов», изданного в 1999 г. [1].

В процессе изучения теоретической части курса студент с помощью персонального компьютера может проконтролировать свои знания, ответив на вопросы для самоконтроля (тесты), соответствующие основным разделам учебника, а также пройти аттестацию по выбранному изучаемому разделу. Общее число контрольных вопросов в электронном учебнике - более 300.

Получив при аттестации положительную оценку по отдельному разделу, обучающийся может перейти к самоконтролю и аттестации по другим разделам курса. На заключительной стадии обучения пользователь сдает экзамен по всему курсу.

Электронная версия учебника позволила повысить наглядность изложения;

расширить круг используемых дополнительных пособий и первоисточников;

ввести предварительный рейтинг обучаемых для учета их индивидуальных особенностей, подготовленности и способности к восприятию излагаемого материала;

ввести более гибкий подход к оценке результатов тестирования в зависимости от уровня сложности вопросов.

Кроме того, для повышения качества и эффективности обучения как при изложении теории, так и при контроле знаний, учитываются особенности обучаемых, а именно, уровень начальной подготовки, скорость восприятия информации, предпочтительные формы подачи информации, мотивация к обучению, склонность к групповой работе и др.

Многоуровневый принцип построения системы дистанционного обучения по данному курсу обеспечивает возможность работы по индивидуальному графику в соответствии с текущей занятостью обучаемого и его темпом восприятия информации.

Литература 1. Якушенков Ю.Г. Теория и расчет оптико-электронных приборов: Учебник для студентов вузов. - М.:

Логос, 1999. - 480 с.

ПРОГРАММЫ ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНАМ «ОСНОВЫ ОПТИКИ» И «РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ»

Л.А. Запрягаева, И.С. Свешникова Московский государственный университет геодезии и картографии, Москва Новым принципом образования становится управление знаниями, а новыми технологиями – формализация создания, передачи и контроля знаний.

На протяжении последних лет в системах образования различных стран проводятся работы по внедрению в практику принципов и технологий дистанционного обучения. В США ежегодно пользуются дистанционным обучением около 1 миллиона студентов.

С 1997 года в России проводился эксперимент в области дистанционного образования, который продолжался пять лет. Шестнадцать ведущих вузов приняли участие в апробации и более 250 тысяч человек получили образование на расстоянии.

МИИГАиК – один из ведущих вузов России, в котором с 2000 года дистанционные образовательные технологии прошли апробацию в реальном учебном процессе по заочной и вечерней формам обучения, в форме экстерната и получения второго высшего образования.

Секция 2. Современные информационные технологии обучения Учебный процесс в университете основан на сочетании передовых методов фундаментального университетского и инженерно-технического образования с применением дистанционных образовательных технологий, обеспечиваемых применением современных образовательных технологий и средств телекоммуникации (глобальной сети Интернет), что позволяет осуществлять взаимодействие обучающегося и преподавателя независимо от места их нахождения и времени.

В России дистанционное образование приобрело официальный статус в январе 2003 года, когда президентом был подписан указ, легализовавший эту технологию.

На кафедре прикладной оптики МИИГАиК, начиная с 2000 года, авторами разработаны и внедрены в учебный процесс программы дистанционного обучения, включающие электронные учебники, вопросы для самоконтроля и аттестации. Программы официально зарегистрированы и размещены в обучающей системе ДО МИИГАиК.

ОПИСАНИЕ ПРОГРАММЫ ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ «ОСНОВЫ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИКИ»

Программа дистанционного обучения «Основы геометрической оптики» по дисциплине «Основы оптики» предназначена для студентов I-III курсов, обучающихся но направлению «Оптотехника».

Объем программы составляет 45,5 Мб.

Программа состоит из шести разделов теоретической части, предназначенной для самостоятельного дистанционного изучения студентами базового курса «Основы оптики», на основных положениях которого базируются дисциплины «Прикладная оптика», «Оптические измерения» и «Расчет и проектирование оптических систем», а также вопросов для самоконтроля и аттестации знаний. Теоретическая часть программы (электронное учебное пособие) включает следующие разделы:

1. Введение. Основные законы и понятия геометрической оптики.

2. Теория идеальной оптической системы.

3. Ограничение пучков лучей в оптической системе.

4. Понятие об аберрациях.

5. Погрешности. Прямые и косвенные измерения.

6. Лабораторные работы.

Структура трех первых разделов одинакова и помимо теории содержит задачи с решениями, задачи для самостоятельного решения и варианты задач для домашних заданий.

Рассмотрим содержание основных разделов программы.

Во введении рассматриваются темы: волновой процесс и его характеристики;

показатель преломления среды;

оптическая длина пути и принцип Ферма;

оптические материалы. Далее в этом разделе излагаются основные законы и понятия геометрической оптики, включающие следующие подразделы: основные законы;

оптическая система, предмет и изображение;

правила обозначений и знаков согласно ГОСТ 7427-87.

Особое внимание уделяется построению хода луча при преломлении (отражении) его на плоской и сферической поверхностях с использованием законов преломления (отражения).

Приведенные графические построения наглядно показывают обучаемым нарушение гомоцентричности пучка лучей и подготавливают их к изучению теории идеальной оптической системы и аберраций. Приведенные в этом разделе 12 задач с решениями и 36 задач для самостоятельной работы дают возможность студентам закрепить теоретический материал раздела.

Второй раздел «Теория идеальной оптической системы» позволяет самостоятельно изучить следующие темы: основные положения идеальной оптической системы;

кардинальные точки и элементы оптической системы;

типовые оптические детали;

построение изображений точки на оси и вне оси с помощью свойств кардинальных точек;

основные формулы для сопряженных точек и отрезков, увеличения идеальной оптической системы. Помимо того в разделе приведено 19 задач с решениями на построение изображений и 45 вариантов задач для самостоятельного решения. Это дает возможность студентам научиться различным способам построения изображения в идеальных оптических системах, что необходимо для выполнения габаритного расчета типовых оптических систем в курсе «Прикладная оптика».

Третий раздел «Ограничение пучков лучей» содержит подразделы: виды диафрагм, ограничение пучков лучей в типовых оптических системах, глаз как оптическая система и приемник излучения, телескопические системы, телеобъектив, зрительная труба с внутренней фокусировкой, лупа, микроскоп, фотообъектив, коллиматор. В этот раздел включено 10 задач с решениями и 9 задач по 25 вариантов каждая для самостоятельного решения. Изучение этого раздела также необходимо для проектирования оптических систем.

Секция 2. Современные информационные технологии обучения Так как реальная оптическая система нарушает гомоцентричность пучка лучей, то в четвертом разделе программы дано понятие об аберрациях. В данном разделе рассматриваются классификация аберраций и каждая из хроматических и монохроматических аберраций, возникающих в оптической системе.

Для получения не только теоретических, но и практических навыков по измерению кардинальных элементов оптической системы, ее конструктивных параметров (радиусов кривизны поверхностей оптических деталей, толщин и длин) и оценке качества изображения по разрешающей способности в шестом разделе приведено описание и порядок выполнения семи лабораторных работ:

- измерение длины на горизонтальном компараторе;

- измерение радиусов кривизны на сферометре;

- измерение толщины оптической детали на вертикальном длиномере;

- определение углового и линейного полей, а также увеличений для типовых оптических систем, рассмотренных в третьем разделе;

- определение фокусного расстояния и кардинальных элементов реальной оптической системы на оптической скамье;

- определение разрешающей способности объектива по штриховой мире на оптической скамье.

Вопросы обработки результатов измерений и оценки их погрешностей рассмотрены в пятом разделе программы.

Блок-схема теоретической части программы представлена на рис. 1.

После изучения теоретической части курса студент может проконтролировать свои знания, ответив на вопросы самоконтроля, соответствующие основным разделам этого курса. Общий объем вопросов для самоконтроля -5,5 Мб и составляет 60 страниц листинга. Общее число вопросов самоконтроля по всему курсу - 304, из них: в первом разделе - З7;

во втором - 69;

В третьем - 112;

в четвертом - 15, В пятом – 21;

в шестом - 50.

Вопросы самоконтроля составлены по следующим четырем формам:

а) вопросы по закрытой форме с различным количеством ответов;

б) вопросы по закрытой форме с различным количеством ответов (с рисунками);

в) вопросы по закрытой форме с различным количеством ответов (комбинированный тип данных - строка и рисунок);

г) вопросы по открытой форме (смешанный тип данных- Integer и Float);

д) вопросы на установление правильной последовательности;

е) вопросы на соответствие (тип данных рисунок);

ж) вопросы по открытой форме (тип данных - String);

з) вопросы на соответствие (тип данных - String);

и) вопросы по открытой форме с различным количеством ответов с клавиатуры.

Перед началом работы каждому пользователю по фамилии, имени и отчеству присваивается личный код, состоящий из восьми символов.

Для работы с обучающей, контролирующей и оценивающей знания студентов программе следует в Интернете зайти на сайт: de.miigaik.ru, соответствующий информационному пространству учебных курсов МИИГАиК.

Время ответа на вопрос ограничено и составляет от 1 минуты до 5 минут в зависимости от сложности вопроса. Если в вопросах есть задачи, то на их решение отводится больше времени, а компьютер используется как калькулятор.

Пользователь, отвечая на вопрос, обязательно должен уложиться в отведенное для ответа время или затратить на ответ меньшее время. В противном случае ответ не будет засчитан, и на экране компьютера появится информация «Время на ответ истекло». Поэтому надо перейти к следующему вопросу или возвратиться к прежнему. Ответив на заданный вопрос, уложившись в отведенное время, пользователь получает оценку. Если оценка не будет удовлетворять обучающегося, то он может вернуться к вопросу и еще раз попытаться ответить на поставленный вопрос. Если все-таки пользователю не удастся правильно ответить на вопрос, то программа рекомендует ему прочитать определенный раздел электронного учебного пособия.

После того как пользователь пройдет самоконтроль и ответит на все вопросы данного раздела, он может пройти аттестацию по данному разделу, результаты которой заносятся в протокол. Чтобы исключить возможность визуального запоминания пользователем местоположения правильных ответов, программа каждый раз изменяет расположение ответов в вопросе.

Получив при аттестации положительную оценку по данному разделу, можно перейти к самоконтролю и аттестации по другим разделам курса.

Секция 2. Современные информационные технологии обучения На заключительной стадии обучения пользователь сдает экзамен по всему курсу. Ответив на все вопросы, выносимые на экзамен, экзаменуемый получит оценку, которая также будет занесена в компьютерный протокол. Блок-схема программы приведена на рис. 2.

Таким образом, используя обучающую, контролирующую и оценивающую знания студентов программу, можно самостоятельно изучить курс «Основы геометрической оптики». Так как результаты аттестации по разделам и результаты экзамена по курсу заносятся в протокол, то преподаватель всегда может увидеть, за сколько попыток студент смог сдать экзамен или пройти аттестацию.

Рис. 1. Блок-схема теоретической части программы дистанционного обучения Рис. 2. Блок-схема программы дистанционного обучения Секция 2. Современные информационные технологии обучения Программа официально зарегистрирована за № 2001610897 в реестре программ для ЭВМ в г.

Москве, 27 июля 2001 года. Прошла апробацию. После апробации программа была отредактирована и дополнена. В настоящее время программа используется на кафедре прикладной оптики в учебном процессе при текущем контроле знаний студентов I - III курсов, а также для проверки остаточных знаний студентов старших курсов.

ЦИКЛ ЭЛЕКТРОННЫХ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫМ ПРИБОРАМ С МАТРИЧНЫМИ ФОТОПРИЕМНИКАМИ В.Н. Гришанов Самарский государственный аэрокосмический университет, Самара Предлагается цикл электронных лабораторных работ по изучению оптико-электронных приборов с матричными фотоприемниками. Содержанием лабораторных работ является оценка метрологических характеристик оптико-электронных приборов слежения, наведения, измерения размеров и т.п., а также измерение пространственно-энергетических параметров лазерных пучков.

Существующие трудности с развитием экспериментальной лабораторной базы и наличием персонала для ее обслуживания заставляют создавать или находить готовые виртуальные средства постановки лабораторного практикума в вузе. Обстоятельства требуют обходиться минимумом экспериментального оборудования для обеспечения цикла лабораторных работ по целому ряду смежных дисциплин, читаемых в рамках одной или нескольких специальностей. Еще одной причиной отставания экспериментальной лабораторной базы является стремление вузов оперативно подстраивать свой номенклатурный перечень специальностей, по которым осуществляется подготовка студентов, под потребности современного этапа развития производительных сил.

К положительным аспектам лабораторных работ, поставленным на компьютере, следует отнести индивидуальность заданий и фронтальность проведения, легкую адаптацию к дистанционным формам обучения.

На кафедре автоматических систем энергетических установок Самарского государственного аэрокосмического университета ведутся работы по внедрению в учебный процесс компьютеризированных лабораторных работ по оптико-электронным приборам (ОЭП) с матричными фотоприемниками (МФ), которые позволяют моделировать метрологические характеристики МФ и демонстрировать их применение в автоматизированных системах измерения пространственно энергетических характеристик лазерных пучков и контроля размеров и ориентации изделий машиностроения.

Таким образом, они способны обеспечить часть лабораторного практикума по таким дисциплинам специальности «Лазерные системы в ракетной технике и космонавтике», как «Источники и приемники излучения», «Измерение параметров и эксплуатация лазерных установок», «Лазерные измерительные системы».

В лабораторных работах по моделированию метрологических характеристик ОЭП с МФ методами вычислительного эксперимента исследуется влияние на погрешности измерения координат энергетического центра оптических пучков неравномерности чувствительности элементов МФ и количества элементов, числа уровней квантования выходного сигнала МФ и фоновой засветки.

Выбор координат энергетического центра обусловлен тем, что они имеют простой физический смысл и их измерения составляют основу функционирования ОЭП слежения и целеуказания, ориентации и сближения и т.п. Дидактическая ценность прозрачного физического смысла координат энергетического центра оптического пучка состоит в том, что не вызывает трудностей как априорная, так и апостериорная интерпретация результатов вычислительного эксперимента.

Цикл компьютерных лабораторных работ по моделированию метрологических характеристик основан на упрощенной модели ОЭП, состоящей из МФ, электронного тракта и источника излучения.

Секция 2. Современные информационные технологии обучения Упрощение заключается в трехкомпонентном представлении ОЭП и в варьировании ограниченного числа параметров каждого из компонентов. В модели электронного тракта предусмотрена лишь линейная обработка выходного сигнала МФ либо преобразование с помощью идеального аналого цифрового преобразователя, для которого интерактивно задается лишь число уровней квантования.

Источник излучения моделируется областями в форме кругов переменного радиуса с равномерным либо гауссовским распределением интенсивности. Фоны подчиняются нормальному либо пуассоновскому законам распределения.

Наиболее развита модель МФ. Пользователь может задавать число фоточувствительных элементов и три закона распределения чувствительности: равномерный, линейный и синусоидальный. Ограниченность модели по наборам варьируемых параметров преодолевается тем, что все двумерные распределения (чувствительности МФ, сигнала и фона) могут быть сгенерированы отдельно и присоединены к основной программе в виде BMP-файлов.

Модель позволяет ставить и решать задачи по расчету потенциально достижимой погрешности в измерении координат энергетического центра, поля зрения прибора, допустимого отношения сигнала к шуму, выбору оптимального числа уровней квантования электрического сигнала и т.п.

Программа реализована на языке Turbo PASCAL и поэтому работает на ПЭВМ от 286 до Pentium.

Не вызывает сомнений перспективность применения МФ для измерения пространственно энергетических параметров лазерных пучков: относительного распределения плотности мощности и энергии, диаметра пучка, расходимости и энергетической расходимости, диаграммы направленности.

Поскольку суммарный сигнал всех элементов МФ в первом приближении можно интерпретировать как мощность или энергию лазерного пучка, то число параметров лазерного излучения, измеряемых с использованием МФ, приближается к десяти, а с учетом измерения нестабильностей вышеперечисленных параметров с временным разрешением, ограниченным периодичностью смены кадров МФ, оно составит 16. Проведение электронных лабораторных работ позволяет изучить принципы и методику измерений пространственно-энергетических параметров лазерных пучков с помощью МФ и поставить эксперименты на изображениях пучков, вводимых в измерительный блок программы в форме файлов изображения.

Третий цикл электронных лабораторных работ посвящен автоматизированным системам дистанционного бесконтактного контроля по изображениям размеров и ориентации изделий машиностроения, в которых преобразователем свет-сигнал также служит МФ. В качестве объектов контроля выступают изображения изделий относительно простой формы – круглой или прямоугольной пластины. Простота формы облегчает понимание и усвоение алгоритма измерений. С другой стороны, наиболее распространенные детали машиностроения имеют круглую или прямоугольную форму, либо подобные формы имеют их проекции на плоскость. Поэтому легко доказать студентам практическую значимость ОЭП контроля размеров и ориентации. Программное обеспечение этого цикла лабораторных работ включает и синтез изображений тестовых объектов, достоинства которых в том, что их параметры априори известны и могут варьироваться в широких пределах.

Оснащение компьютера телекамерой и устройством сопряжения массового производства стоимостью 3000-4000 рублей превращает электронную лабораторную работу в экспериментальную, которая, во-первых, убеждает студентов в работоспособности программного комплекса на реальных объектах и, во-вторых, позволяет пополнять базу данных файлами изображений.

ПРИМЕНЕНИЕ ДЕКЛАРАТИВНЫХ МЕТОДОВ ОПИСАНИЯ ЗАДАЧ В СИСТЕМАХ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ОБУЧЕНИЯ И ТЕСТИРОВАНИЯ Т.С. Карпова Международный банковский институт, Санкт-Петербург В докладе рассматриваются вопросы перевода различных видов учебного материала в вид, пригодный для хранения в стандартных базах данных. В этом случае возможно создание инструментальной среды, которая не потребует специальных знаний от преподавателей.

Проникновение компьютеров во все области человеческой деятельности меняет во многом те подходы и технологии, которые ранее в них применялись. Коснулась эта тенденция и технологий организации образовательного процесса. В последнее время уделяется большое внимание разработке автоматизированных обучающих систем (АОС), позволяющих студенту в интерактивном режиме изучить и закрепить материал, а также проверить свои знания.

Не будем останавливаться на тех преимуществах, которые дают внедрение АОС в процесс обучения – это не является темой данного доклада. Однако следует отметить, что все преимущества Секция 2. Современные информационные технологии обучения использования AOC могут исчезнуть при высокой трудоемкости создания электронного учебного курса.

В настоящий момент большинство методик создания электронных учебных курсов предполагают обязательное участие программистов-профессионалов при создании любого учебного курса. По оценкам специалистов стоимость разработки хорошего учебного курса по одной дисциплине в данной технологии составляет от $10000 до $25000 и занимает от 3-х месяцев до года работы команды программистов, в которую преподаватель включается с заранее подготовленным материалом на роль консультанта по предметной области. При этом дальнейшее развитие, дополнение, расширение такого учебника весьма затруднено. Экономическая эффективность подобных технологий весьма низка.

Развитие практически всех областей знаний происходит непрерывно и требует постоянного отражения в учебном материале. Учебники устаревают в течение 3-х - 4-х лет. Кроме того, очень тяжело без предварительного прогона учебного материала обеспечить наилучший метод его представления, определить оптимальный способ структуризации материала, проверить корректность тестовых заданий и вопросов.

В последнее время наиболее перспективными являются технологии разработки АОС, которые основаны на некоторой единой инструментальной среде, в рамках которой преподаватели, не являющиеся специалистами в области программирования и информационных технологий, могут самостоятельно создавать, дополнять и модифицировать свои учебные курсы. Подобная методика разработки электронного учебного курса в максимальной степени соответствует требованиям минимизации затрат на разработку курса, ликвидации промежуточного звена в виде команды программистов-профессионалов, которые затрудняют адаптируемость, расширяемость и модифицируемость конечного продукта в виде электронного учебного курса. Однако большинство подобных сред имеют ограниченный набор стереотипных механизмов предъявления материала и оценки полученных знаний студентов.

Тем не менее, наличие простейших механизмов тестирования в виде закрытых вопросов с наборами предлагаемых ответов, среди которых может быть не один правильный ответ, а несколько уже позволяет серьезно разнообразить проверочные задания и исключить возможность простого угадывания. Увеличение количества различных вопросов по теме или курсу с возможностью предъявлять каждый раз новый набор вопросов обучаемому также исключает процедуру простого заучивания правильных ответов. Расширение подобной простейшей системы путем включения рисунков, как в слайд вопроса, так и в слайды ответов придает ей дополнительные возможности. На рисунках могут быть изображены схемы, состояния и показатели приборов, части фотоизображений и многое другое. В этом случае мы уже можем строить свои вопросы на некотором анализе возникшей ситуации, для описания которой мы могли использовать не только текстовую информацию, но и любые рисунки.


Наличие подобной инструментальной среды позволяет активно включить преподавателей различных специальностей в наполнение АОС материалами по различным учебным дисциплинам вне зависимости от специальности. Первоначальные трудности, которые испытывают преподаватели-непрограммисты, впервые готовящие учебный материал в подобной инструментальной среде, с лихвой окупаются удобством ее использования. Преподаватель может перенести всю тяжесть начальных фаз обучения, освоение новой терминологии, базовых понятий, отдельных фактов новой предметной области на данную АОС, а уже более высокие уровни освоения знаний и умений оставить на личные контакты с обучаемыми. Кроме того, подобная среда является копилкой всех учебно-методических материалов, подготовленных преподавателем, и для новых учебных групп он уже может воспользоваться всем ранее созданным учебным материалом.

Наличие в системе возможности оперативного контроля за ходом выполнения отдельных заданий освобождает преподавателя от бумажного ведения записей о выполнении заданий, о продвижении каждого отдельного студента по его учебному курсу. С другой стороны каждый студент имеет возможность двигаться по учебному лабиринту в своем собственном индивидуальном темпе.

Это особенно важно для тех, кто болеет, или работает и может пропустить занятия в силу своей занятости.

В Международном банковском институте создана подобная система, которая имеет еще ряд дополнений и расширений. Система имеет условное название ВУОКСа, которое расшифровывается как «Виртуальный образовательный комплекс Санкт-Петербурга». ВУОКСа активно эксплуатируется уже в течение двух лет, постоянно расширяется и дополняется. Двигателем развития системы во многом являются преподаватели, они приходят к разработчикам с новыми идеями и эти идеи постепенно реализуются. Так в настоящий момент система дополнена уже специальными тестами, основанными на свободном ответе, который представляет текст на естественном языке, который студент вводит в ответ на вопрос. Для анализа введенных ответов разработана модель логико Секция 2. Современные информационные технологии обучения лингвистического анализа, которая позволяет не только выявить правильность ответа, но и определить некоторую степень правильности, вывести определенную реплику системы и дополнительный поясняющий вопрос, который потребует некоторого уточнения к введенному ранее тексту.

Подобная методика позволяет строить гибкие диалоговые системы обучения. Следующим шагом в развитии системы является включение в нее широкого класса задач, которые должен решать студент. Все преподаватели знают, что наибольшим обучающим эффектом обладают именно задачи, а не тесты. Задачи надо решать самостоятельно, здесь надо уметь применить все полученные знания и умения. Однако для того, чтобы система сохранила все свои положительные стороны, должны быть разработаны модели и механизмы представления алгоритмической части в декларативном виде. Именно этим вопросам и посвящен доклад.

Секция 2. Современные информационные технологии обучения ИНФОРМАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ СОПРОВОЖДЕНИЕ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА В СПБГУ ИТМО В.Н. Васильев, А.А. Шехонин, А.В. Лямин, В.А. Тарлыков Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики, Санкт-Петербург Основные составляющие информационно-технологического сопровождения образовательного процесса подготовки специалистов технического профиля в соответствии с ГОС ВПО:

организационно-методическое обеспечение учебного процесса;

информационно-технологическое обеспечение учебной работы студентов. Одной из основных составляющих организационно методического обеспечения учебного процесса является технология обеспечения самостоятельной работы студентов. Основными условиями успешного проведения СРС являются: психологические (мотивация обучения);

профессиональная учебно-методическая ориентация содержания каждой дисциплины;

индивидуализация (деление на обязательные элементы и творческие, регулярность консультаций и контроля);

массовость проведения СРС.

При рассмотрении организационно-методического обеспечения самостоятельной работы студентов ее необходимо подразделять на аудиторную и самостоятельную. Аудиторная работа – взаимодействие студента с преподавателем в составе некоторой аудитории обучающихся;

самостоятельная работа – индивидуальное взаимодействие студента с информационно библиотечными ресурсами, лабораторным оборудованием. Принципиальное отличие самостоятельной работы студента от аудиторной - степень персонализации или индивидуализации его образования в вузе. Аудиторная нагрузка – лекционные, практические, лабораторные занятия и т.

п.;

самостоятельная работа – формирование и изучение конспекта лекций, написание реферата, подготовка к семинарам и лабораторным работам, выполнение домашних заданий, компьютерный самоконтроль, выполнение курсовых работ, прохождение практик, НИРС, написание ВКР. При этом принимается во внимание что, государственный образовательный стандарт регламентирует только соотношение аудиторной и самостоятельной работы студента, ограничивая объем аудиторной нагрузки на определенном уровне.

Компетенции Усвоение знаний, умений и навыков Психологические условия Организационно Информационное методическое Обеспечение Уменьшение аудиторной нагрузки студента не должно означать уменьшения контактного времени отдельного студента с преподавателем. Контакт переносится к управлению преподавателем самостоятельной работы каждого студента. Это означает отказ от традиционных технологий обучения. И здесь одним из основных компонентов становится планирование и управление самостоятельной работы студента. Виды управления самостоятельной работой студента:

• текущие консультации и контроль по формированию и освоению теоретического содержания дисциплины;

• прием и разбор домашних заданий;

• прием и защита лабораторных работ;

• консультирование и прием рефератов;

Секция 2. Современные информационные технологии обучения • консультирование по результатам текущего компьютерного контроля знаний;

• руководство, консультирование и защита курсовых работ;

• руководство, консультирование и защита НИРС;

• руководство и прием зачета по практике;

• руководство, консультирование и защита ВКР.

С организационной точки зрения возникает вопрос нормирования процесса управления самостоятельной работой студента. Расчет минимальной доли учебной нагрузки кафедры, отводимой на управление СРС по конкретной дисциплине, в ИТМО проводится по следующей схеме:

УСРС = СРС * Студ * Кусрс.

где СРС - число часов на СРС по дисциплине по учебному плану;

Студ – количество студентов;

Кусрс – коэффициент, учитывающий долю УСРС от объема СРС (может быть рекомендован в интервале от 0,02 до 0,05).

Такое нормирование справедливо при определении трудозатрат преподавателя на основе цифры общей трудоемкости дисциплины.

Другим центральным моментом проведения самостоятельной работы студентов является планирование. Цель планирования – оптимальное распределение по содержанию и трудоемкости для студентов и преподавателей всех видов СРС. Для этого необходимо:

• определить базовые разделы дисциплины для СРС;

• установить оптимальные виды СРС и их объем;

• формы и сроки контроля;

• необходимые ресурсы материально-технического и учебно-методического обеспечения для проведения СРС.

Все виды и объемы УСРС по конкретной дисциплине вносятся в индивидуальные планы работы преподавателей на планируемый учебный год и используются при составлении учебного расписания проведения занятий по кафедре.

Ключевым моментом информационно-технологического сопровождения учебного процесса в СПбГУ ИТМО являются информационные технологии. Технологии информационных обучающих систем позволяют создавать новые педагогические технологии, обеспечивать новое дидактическое качество учебного процесса, его реструктуризацию. Информационные системы обучения позволяют моделировать профессиональную деятельность специалиста в части самостоятельного поиска, подбора и анализа источников знаний, решения индивидуальных задач эвристического характера, свободной организации учебного процесса. Использование электронных сред позволяет сократить число лекционных и практических занятий путем перевода их в СРС, организовать объективный компьютерный контроль текущей успеваемости.

Базовые принципы построения информационно-образовательной среды вуза: открытость, универсальность, стандартизация. Пользователи, работающие с информационной системой обучения: гость, студент (обучающийся), преподаватель (тьютер), автор (разработчик), декан (администратор учебного процесса), администратор (администратор системы) Основными факторами активизации и возможностью увеличения доли самостоятельной работы студента являются:

– «перекладывание» части педагогических функций преподавателя на информационную среду системы: (чтение лекций, ведение практического и лабораторного практикумов, текущий контроль успеваемости и др.);

– осуществление унифицированного и объективного контроля всех обучающихся по дисциплинам учебного плана в установленные сроки с подробным представлением и анализом его результатов;


– формирование высокого качества по форме представления учебных электронных материалов (гипертекст, графика, анимация), предоставление через глобальные сети широкого доступа к практически неограниченным электронным научно-образовательным ресурсам (электронным библиотекам, базам данных, порталам и др.) Основными показателями информационно-образовательной среды учебного процесса служат:

– наличие учебных рабочих мест;

наличие каналов коммуникационной связи;

– наличие электронных образовательных ресурсов в информационно-образовательной среде;

– наличие профессорско-преподавательского состава, осуществляющего образовательный процесс с использованием информационно-образовательных ресурсов;

– подготовленность обучающегося к восприятию компьютерного обучения.

Секция 2. Современные информационные технологии обучения ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ТОМОГРАФИИ М.Я. Марусина, А.О. Казначеева Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики, Санкт-Петербург Перспективы широкого использования средств удаленного консультирования диктуют необходимость использования стандартов различного типа, применение которых также открывает новые диагностические возможности. Одним из перспективных направлений диагностики является анализ совмещенных изображений, полученных в результате проведения обследования пациентов различными методами.

Мировые тенденции в области медицины в последние годы претерпели значительные изменения, вызванные необходимостью повышения качества диагностики. Здесь наблюдается отказ от рутинных технологий в пользу применения высокоинформативных диагностических средств.

Компьютерные технологии так прочно вошли в медицинскую диагностику, что во многих медицинских учреждениях практически забыли о рентгеновских снимках и многотомных архивах. Врачи-диагносты во всех развитых странах уже давно широко используют цифровые компьютерные технологии, обеспечивающие возможность дополнительной обработки результатов исследований для получения более детальной информации о выявленной патологии [1]. Постепенно уходят в прошлое старые “пленочные” технологии представления и хранения результатов рентгенологических обследований.

На сегодняшний день одним из наиболее современных и безопасных методов диагностики является магнитно-резонансной томография (МРТ), заменить которую другими методами зачастую невозможно [2]. МРТ позволяет резко увеличить информативность исследований, избавиться от рутинных рентгенографических методик, полностью ликвидировать радиационное воздействие на пациента и персонал.

Развитие МРТ предполагает в частности совершенствование технических средств, получение дополнительной диагностической информации из изображений, создание новых высокоэффективных медицинских технологий. Преимуществами таких технологий являются мультимодальное совмещение медицинских изображений, реконструкция и обработка трехмерных объектов, доступность информации о пациенте различным специалистам, использование различных диагностических данных в процессе обучения врачей.

В настоящее время разработанный стандарт DICOM обеспечивает передачу цифровых изображений, взаимодействие систем архивирования и передачи изображений с автоматизированными больничными информационными системами, создание баз данных диагностической информации. Его можно использовать в сетевых средах с использованием стандартных протоколов. Крупнейшие производители оборудования планируют в составе своих систем возможность обмена изображениями в стандарте DICOM 3.0, что позволяет обеспечить дистанционный доступ нескольких специалистов к одному изображению [4,5]. Наличие изображения в электронной форме позволяет выполнять сложную компьютерную обработку, например, наложение изображений компьютерного томографа и магниторезонансного томографа и т.д.

В формате DICOM можно хранить результаты обследования, полученные на самых разных приборах медицинской визуализации (компьютерном и магнитно-резонансном томографах, ангиографах, ультразвуковых сканерах и т.д.). При этом структура и объем информации будут существенно зависеть от вида проведенного обследования. Например, при обследовании пациента на компьютерном томографе мы получаем так называемые серии изображений (число серий обусловлено проекцией и использованными режимами съемки), каждая из которых содержит несколько отдельных изображений. Результаты ультразвукового обследования представляют собой множество отдельных изображений, записанных с малыми промежутками времени. При их последующем просмотре с быстрой сменой изображений картина максимально похожа на ту, которую видит врач “в жизни”. Формат DICOM также обеспечивает возможность хранения видео- и аудиоинформации.

Для длительного хранения данных создана система передачи и архивирования изображений (PACS) [3], предполагающая создание специальных удаленных архивов на серверах, где достаточно объемный архив может длительное время существовать в быстро доступном для поиска и просмотра информации виде. Это часто необходимо для сопоставления результатов нескольких исследований одного пациента, сделанных в разное время.

Еще одно преимущество цифровых изображений - возможность их последующей дополнительной обработки, что зачастую необходимо для уточнения диагноза (реконструкция изображений в любых проекциях из общего массива данных, построение трехмерных изображений органов и систем организма). Такая обработка проводится на графических станциях, оснащенных Секция 2. Современные информационные технологии обучения мощным программным обеспечением для работы с изображениями. На сегодня выбор программного обеспечения для работы с медицинской графикой достаточно велик. В основном оно представлено программами для просмотра, архивирования и передачи по локальным сетям и Интернету результатов медицинских исследований в виде DICOM-изображений, а также системные утилиты (перекодировщики изображений) и служебные программы и библиотеки поддержки DICOM-формата.

Программные пакеты, предназначенные для графической постобработки результатов медицинской визуализации для персональных компьютеров, в настоящее время единичны.

Совершенствование принципов и техники МРТ направлено на сокращения времени исследования, увеличение информативности изображений. Применение стандартов представления медицинской информации и современных математических методов позволяет разработать перспективную методику, обладающую большим диагностическим потенциалом. Он может быть наиболее эффективно реализован при использовании современных телекоммуникационных методов и средств и позволяет расширить возможности МРТ в новых медицинских технологиях.

Литература 1. Информационные системы /Под ред. В.Н. Волковой и Б.И. Кузина. – СПб.: СПбГТУ, 1998. – 213 с.

2. Магнитный резонанс в медицине. Основной учебник Европейского форума по магнитному резонансу /Под ред. П.А. Ринка /Пер. Э.И. Федина. – Oxford: Blackwell Scientific Publications, 1995.

– 228 p.

3. Беликова Т.П. PACS: системы архивирования и передачи медицинских изображений //Компьютерные технологии в медицине. - 1997. – № 3. – с. 27–33.

4. Столяр В.Л. Современные медицинские информационные системы //Компьютерные технологии в медицине. – 1997. – № 3. – С. 54–61.

5. Емелин И.В. Стандарт электронного обмена медицинскими изображениями DICOM //Компьютерные технологии в медицине. – 1996. – № 3. – С. 56–59.

ВИРТУАЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА "ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ АБЕРРАЦИЙ ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ НА КАЧЕСТВО ИЗОБРАЖЕНИЯ" М.В. Бурсов, Д.А. Портнов Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики, Санкт-Петербург В докладе представлена виртуальная лаборатория, предназначенная для исследования влияния различных видов аберраций оптической системы на качество формируемого ею изображения. Рассматриваются преимущества использования виртуальной лаборатории. Работу предлагается использовать в учебном процессе в составе курса “Основы оптики”.

В настоящее время технология дистанционного обучения является важной частью учебного процесса. Посредством системы дистанционного обучения студенты имеют возможность в удобное для них время, в том числе и с помощью своего домашнего компьютера, работать с учебными информационными ресурсами, проходить обучающее и аттестующее тестирование, выполнять лабораторные и практические работы, участвовать в конференциях студентов и преподавателей.

Возможность использования интерактивных элементов в составе курса дистанционного обучения позволяет повысить его наглядность и улучшить усвоение материала учащимися. В значительной мере этому способствует применение виртуальных лабораторий.

Представленная в докладе виртуальная лаборатория может использоваться при изучении курса “Основы оптики”. Она позволяет наглядно продемонстрировать формирование оптической системой изображения с учетом влияния заданных типов аберраций. Доступ к разработанной виртуальной лаборатории может осуществляться с помощью любого компьютера, имеющего доступ к сети Интернет. Благодаря использованию принципа компьютерного моделирования существенно сокращает затраты на проведение лабораторных работ. Кроме того, с помощью предложенной виртуальной лаборатории можно исследовать влияние отдельных типов аберраций на формирование изображения, что сложно осуществить в физическом эксперименте.

В состав представленной виртуальной лаборатории на данный момент входят следующие лабораторные работы:

1. Исследование влияния астигматизма и расфокусировки на функцию рассеяния точки 2. Исследование влияния расфокусировки на изображение радиальной миры 3. Исследование влияния контраста изображения периодического объекта в зависимости от его частоты 4. Исследование аберраций различных типов на ФРТ Секция 2. Современные информационные технологии обучения Для каждой из этих работ имеются методические материалы: указания к выполнению, требования и пример оформления отчета.

Созданная виртуальной лаборатория будет включена в состав учебно-методического комплекса существующего на кафедре Прикладной и компьютерной оптики СПбГУ ИТМО. В этот комлекс на сегодняшний день уже входят электронные учебники, практические работы, электронная библиотека, обучающие и аттестующие тестирования.

АНАЛИЗ ИНДИВИДУАЛЬНОГО ОПЫТА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ПРАКТИКЕ ОБУЧЕНИЯ СТУДЕНТОВ ТЕХНИЧЕСКОГО ВУЗА ДИСЦИПЛИНАМ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ЦИКЛА Н.И. Керро Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики, Санкт-Петербург В докладе рассматриваются основные проблемы, которыми столкнулся автор при использовании современных компьютерных технологий в ходе разработки электронного обучающего комплекса (ЭОК), а также применения компьютерных технологий в качестве так называемых инструментов познания.

Современная педагогика трактует понятие педагогической технологии не только как науки, исследующей наиболее рациональные пути обучения. Помимо научного аспекта педагогическая технология содержит еще процессуально-описательным компонент, содержательной частью которого является описание целей, методов и средств достижения результатов обучения. Компьютерные (новые информационные) технологии очень часто относят к так называемым технологиям, нацеленным на активизацию и интенсификацию деятельности обучаемых в процессе изучения ими того или иного предмета.

Однако следует сказать, что в зависимости от того, каким образом организовано взаимодействие обучаемого с компьютером, на взгляд автора, существует две принципиально отличные друг от друга модели обучения. Если это взаимодействие ограничивается нажатием клавиши компьютера с целью получения информации или введения ответа на вопрос, изначально заложенный в компьютерную программу, то в этом случае следует говорить о традиционной модели обучения. Согласно этой модели компьютер, реализующий заложенную в него программу, вряд ли может рассматриваться как инструмент познания, позволяющий студенту самостоятельно на основе имеющихся у него знаний конструировать новые знания. Однако даже такая модель взаимодействия студента с компьютером обладает рядом преимуществ по сравнению с моделями, в которых использование компьютера не предусмотрено. Вместе с тем сам процесс информатизации учебного курса следует начинать именно простых моделей, а затем переходить к более сложным, предполагающим использование компьютера как инструмента познания.

Изложенными выше соображениями автор руководствовался при формировании им ЭОК по «Экологии», а также при разработке методики выполнения курсовых работ студентами- экологами, базирующейся на использовании стандартных оболочек экспертных систем (ЭС) с целью самостоятельной разработки прототипа ЭС для реальной экологической задачи. Если разработка ЭОК основывалась на более простой модели, и его структура была сформирована на основе стандартов, предложенных центром дистанционного обучения СПбГУ ИТМО, то методика курсового проектирования позволила реализовать модель, в которой компьютер использовался как инструмент познания. В ходе выполнения этой курсовой работы студенты не только закрепили знания по теории ЭС, но и существенно пополнили знания в конкретной предметной области, самостоятельно решив задачу, связанную с принятием решений лицом, занимающимся ликвидацией аварийного разлива нефти.

УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ ПО ОПТИМИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ ОПТИЧЕСКИХ РЕЗОНАТОРОВ Е.А. Смирнов Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ», Санкт-Петербург Разработана программа, используемая в учебном процессе при изучении дисциплины «Квантовые и оптоэлектронные приборы и устройства». Программа позволяет производить расчет Секция 2. Современные информационные технологии обучения параметров активной среды, расчет и оптимизацию параметров оптического резонатора проектируемого лазера.

Учебные планы многих дисциплин, изучающих квантовые и оптоэлектронные приборы и устройства, включают практические занятия. Такие занятия имеют целью закрепление лекционного материала и оказание методической помощи студентам при выполнении курсовых проектов, в частности, связанных с расчетом параметров лазеров. Использование учебных программ, ориентированных на современные вычислительные средства, существенно расширяет спектр задач, решаемых на практических занятиях, увеличивает объем рассматриваемого материала и позволяет в наглядной форме представить результаты расчетов и функциональные связи параметров лазеров и их оптических резонаторов.

Настоящая программа является одной из составляющих единого пакета программ, обеспечивающего оценку параметров активной среды по заданным длине волны генерации лазера и условиям его применения, расчет параметров систем накачки газоразрядных и твердотельных лазеров. В основу программы оптимизации оптических резонаторов положено упрощенное выражение, связывающее мощность излучения лазера с его геометрией, параметрами усиления, насыщения, потерь и пропускания зеркал резонатора. Программа оперирует понятием нормированной мощности излучения в предположении неизменности сечения выходного пучка и параметра насыщения активной среды. База данных программы содержит наборы исходных сведений и типичных диапазонов изменения варьируемых параметров различных лазеров, которые при проведении расчетов выводятся на экран монитора в качестве подсказки. Предусмотрена возможность расширения и изменения содержания базы данных программы за счет внесения дополнительной информации о других типах лазеров.

Результаты расчетов могут отображаться в графическом и табличном видах. В качестве основной графической информации выступают зависимости нормированной мощности излучения от коэффициента пропускания рабочего зеркала для пяти точек выбранного диапазона одного из параметров: протяженности активной среды, показателей усиления или поглощения в ней, или уровня локальных потерь в оптическом резонаторе. Дополнительно на экран выводятся зависимости оптимального коэффициента пропускания рабочего зеркала от выбранного варьируемого параметра и коэффициента полезного действия оптического резонатора от пропускания рабочего зеркала.

Программа предоставляет возможность наглядного исследования эффективности и оптимизации процессов генерации в лазере, включая определение пороговых условий генерации, и позволяет заметно активизировать работу студентов на занятиях.

ОБУЧАЮЩАЯ СИСТЕМА "ЛАЗЕРНЫЙ ДИСТАНЦИОННЫЙ КОНТРОЛЬ АТМОСФЕРЫ" В.В. Брюханова, И.В. Самохвалов, М.В. Жигулин Томский государственный университет, Томск Обсуждаемая в докладе обучающая система "Лазерный дистанционный контроль атмосферы" может быть полезна для студентов, аспирантов и специалистов в области оптики и физики атмосферы, экологического мониторинга окружающей среды.

Одной из задач современного образования является повышения эффективности обучения путем внедрения новых информационных технологий. Такие системы обучения не требуют прямого вмешательства преподавателя, а обучение проводится с использованием персонального компьютера, что позволяет использовать их в дистанционном образовании. К тому же современные компьютерные технологии позволяют моделировать процессы, которые не могут быть организованы в лабораторных условиях, либо их проведение требует больших временных или финансовых затрат.

В настоящее время для дистанционного определения характеристик окружающей среды широкое распространение получили лидары (Light Detection and Ranging). Преимущество применения лидара в экологическом мониторинге окружающей среды (в том числе атмосферы) заключается в том, что лидарные методы позволяют изучить широкий спектр характеристик исследуемой среды в сочетании с малым временем измерения и высоким разрешением по глубине.

Суть метода лазерного зондирования заключается в облучении контролируемого объема атмосферного воздуха лазерными импульсами с одинаковыми характеристиками (мощность, длительность импульса) с определенной частотой повторения и последующем анализе энергетических, спектральных и поляризационных характеристик принятого сигнала. Лазерное излучение ослабляется вследствие поглощения и рассеяния на молекулах и аэрозольных частицах.

Часть рассеянного излучения попадает на приемник и обрабатывается компьютером.

Секция 2. Современные информационные технологии обучения Разработка обучающей системы "Лазерный дистанционный контроль атмосферы" вызвана необходимостью ознакомления студентов с физическими основами дистанционного оперативного контроля состояния окружающей среды и методами обработки данных лазерного зондирования.

Проведение натурных экспериментов связано с рядом трудностей. Прежде всего, это погодные условия. Например, низкая облачность и приземный туман не позволяют провести исследования облаков верхнего яруса, располагающихся на высоте более 5 километров, а осадки помешают исследованию кучевых облаков. Кроме того, в дневное время суток на приемник попадает не только рассеянное аэрозольной средой лазерное излучение, но и прямое и рассеянное солнечное излучение. Исключить эту помеху из лидарного сигнала можно, используя дорогостоящую спектральную аппаратуру с высоким разрешением. Все это затрудняет организацию лабораторных работ для студентов. В этой ситуации существенным подспорьем является компьютерная имитация процесса формирования лидарного сигнала.

Обучающая система - это человеко-машинный комплекс, работающий в диалоговом режиме и предназначенный для управления познавательной деятельностью, включающий в себя теоретический материал с примерами (электронный учебник), а также средства для выработки практических навыков и средства контроля приобретенных знаний и умений (тренирующую и контролирующую системы).



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 6 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.