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 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 14 |

«Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина» ГОУ ВПО «Уральский ...»

-- [ Страница 6 ] --

данные тестирования представлялись в форме, не пригодной для дальнейшего обобщенного анализа и др.

В связи с необходимостью усовершенствования системы тестирования была проведена следующая работа.

Во-первых, было решено несколько изменить программную платформу – использовать для написания программной логики не PHP, а универсальный язык программирования Python. Http-сервер Apache был настроен на испол НОТВ- Новые образовательные технологии в вузе нение Python-сценариев через механизм CGI. Кроме того, сам сервер тести рования перенесен на компьютер, работающий под управлением ОС Debian/GNU Linux 5.0. В таких условиях для построения системы тестирова ния отпала необходимость в использовании проприетарного программного обеспечения.

Во-вторых, была переработана структура сайта тестирования. Новая структура представлена схематически на рис. 1.

Рис. В-третьих, была несколько изменена структура базы данных системы тестирования. Добавлены необходимые таблицы для организации более гиб кого представления хранимых данных: дисциплин, преподавателей, студен тов, администраторов, тестовых вопросов и пр.

Таким образом, новый вариант системы позволяет:

более гибко администрировать базу данных (добавлять, удалять пользователей, вопросы для тестирования, дисциплины средствами самой системы, тогда как в прежней версии для этих целей использовался программный комплекс phpMyAdmin);

проводить анализ сеанса тестирования группы студентов, а также сохранять результаты тестов каждого студента индивидуально с целью отслеживания и анализа успеваемости как отдельных студентов, так и учебных групп;

быстро адаптировать систему тестирования к использованию в рамках дифференцированной системы оценивания успеваемости студентов;

задавать вопросы с переменным количеством вариантов ответов, а также со свободным ответом и пр.

Секция В дальнейшем планируется продолжить работу над усовершенствова нием разработанного программного комплекса. Прежде всего, планируется переход на систему разработки веб-приложений Django, основанную полно стью на языке программирования Python. Кроме того, возможно расширение функционала системы тестирования с целью создания вспомогательного ди дактического комплекса (подобного системам дистанционного обучения), который должен служить мощным подспорьем для преподавания различных дисциплин.

Ахметсафина И.С.

Akhmetsafina I.S.

О НЕКОТОРЫХ АСПЕКТАХ МЕТОДИКИ ПРЕПОДАВАНИЯ САПР ARCHICAD ABOUT SOME ASPECTS OF TEACHING COMPUTER DESIGN IN ARCHICAD ahm_i@mail.ru Гоу ВПО "УралГАХА" г. Екатеринбург Автор описывает опыт применения в учебном процессе системы ав томатизированного проектирования (САПР) ArchiCAD, предназначенной для компьютерного архитектурного проектирования зданий и сооружений.

This article describes some aspects of architectural education that requires including working with different kinds of computer programs in the training course.

Опыт преподавания компьютерного проектирования в ArchiCAD студентам и слушателям курсов повышения квалификации Уральской архитектурно-художественной академии показывает, что обучение необходимо разделять на два уровня – начальный и основной.

Работе в ArchiCAD, например, невозможно обучить тем способом, который применяется в компьютерной литературе и изданиях по обучению компьютерным программам – посредством сквозного описания инструментария и команд. Этот способ годится только для начального этапа обучения ArchiCAD.

Начальный уровень можно разбить на два этапа – ознакомительный (основной инструментарий, черчение) и демонстрационный (демонстрация основных возможностей программы на примере типовых задач проектирования).

Результаты, достигаемые на ознакомительном этапе, являются полным эквивалентом процесса черчения, и поэтому не интересны, сложны для начи нающих и часто вызывают у них только недоумение и раздражение: "Каран дашом гораздо проще…". Освоение этой техники пройдет значительно быст рее и эффективнее в середине курса. Тем не менее, начальный этап потребует нескольких занятий, хотя продолжительность их и охват тематики будет варьироваться в зависимости от уровня исходной подготовленности обу НОТВ- Новые образовательные технологии в вузе чающихся. Пример одного из заданий, которое выполняется на ознакомительном этапе, приводится на рис. План на отм. 0, 9  Е Е 2  1  1 500 2 20 0 1  3  3 2 3 0 1  Д Д 82 2  1  3 2 9 60 9  2 00 2  Г 86 В 2  6 0 2  Б 3 2 2  2  А А 1 000 3 00 0 1  1 800 4 200 4 20 0 11  1 2 3 Рис. Далее, после ознакомления с принципами черчения в ArchiCAD, вни мание обучающихся следует переключить на основы моделирования. Здесь лучше осуществить построение упрощенной, учебной модели малоэтажного здания, продемонстрировав при этом укрупненные фазы компьютерного проектирования и возможности программы – работа с оконно-дверными бло ками, лестницами, перекрытиями, этажами и крышами. Это составит второй этап обзорно-адаптационной стадии освоения программы. На рис. 2 приведе на 3D-модель коттеджа, воспроизводимая студентами на занятиях под руко водством преподавателя по предоставленным им готовым чертежам и фаса дам. Только после этого можно ожидать от обучающихся понимания основ работы в среде ArchiCAD, и аттестовать их как пользователей ArchiCAD, ос воивших начальный уровень работы с программой.

Секция Рис. Следующая стадия обучения позволяет достигнуть продвинутого уров ня работы в среде ArchiCAD – свободное владение приемами и методами оп тимизации проектирования в САПР. На этом уровне студент может осущест влять процесс поиска архитектурно-планировочных решений.

Как и в случае с любой другой областью знаний, зависимость глубины понимания и степени освоения программы от времени освоения носит экспо ненциальный характер. Период накопления навыков, требующий решения обычных упражнений, сменяется периодом нахождения собственных прие мов для выполнения сложных геометрических построений и поиска архитек турных решений.

В качестве заданий могут выступать задания по моделированию слож ных крыш, светопрозрачных конструкций, атриумов, разработке библиотеки конструктивных элементов, оптимизации архитектурных форм при реализа ции концептуального проекта. Пример задания, которое можно предложить на втором уровне обучения: проектирование зимнего сада определенных параметров. Возможный получаемый результат приводится на рис. 3.

НОТВ- Новые образовательные технологии в вузе Рис. На сегодняшний день сложно сказать, что более повлияло на столь бы строе преображение облика современной архитектуры. Мы видим усиленную "геометризацию", появление на фасадах гнутых конструкций и появление конических, цилиндрических и гиперболических форм зданий и сооружений.

Бурное развитие современных строительных технологий и материалов, и со временные программы архитектурного проектирования сделали возможным рождение новых концепций современной архитектуры.

Философия, или идеология, программы ArchiCAD в кратком виде мо жет быть изложена следующим образом: попытаться воспроизвести с помо щью системы компьютерного проектирования процесс создания строитель ного объекта с моделированием всех присутствующих в реальном строитель ном производстве элементов, избегая при этом хоть какой-либо избыточно сти в ресурсах и командах. Таким образом, приступающим к самообучению, или приступающим к обучению других, можно дать следующие рекоменда ции.

1. Освоение программы лучшего всего проводить в контексте эскизного проектирования, опуская на первых порах инструментарий, необходи мый для рабочего проектирования.

2. Метод "волшебной палочки" позволяет ускорить процесс моделирова ния архитектурных элементов. Метод заключается в том, что для вы черчивания при эскизном проектировании необходим только контур стен – все остальное является производным от этого контура.

3. Для проектирования многоэтажного здания следует спроектировать полностью сначала один этаж, создать копии первого этажа, как типо вого, и затем внести изменения в чертежах остальных этажей.

Секция 4. При создании чертежа автоматически формируется трехмерная модель, также существующая в отдельном окне.

5. В программе отсутствует возможность поворота архитектурных объек тов в пространстве. Для выполнения поворота существует пока единст венный способ: разработанную с помощью инструмента "Перекрытие" или "Стена" конструкцию нужно записать в библиотеку в отдельный файл как библиотечный объект, и во время записи задать соответст вующий поворот в пространстве. После этого конструкция перестает быть перекрытием или стеной, и становится элементом типа "объект".

В целом при определенных комментариях и выполнении в учебной ау дитории ряда упражнений по основным разделам, заложенная в основу про граммы концепция легко усваивается и обеспечивается полное понимание обучающимися принципов проектирования в ArchiCAD. Но самостоятельное освоение до сих пор является достаточно трудоемким и очень сильно зависит от уровня подачи в используемой для обучения литературе материала.

Таким образом, обучение ArchiCAD требует нестандартного и особен но тщательно методически прорабатываемого подхода.

С. С. Титов "ArchiCAD: полезные рецепты. Справочник с примерами. – М.:КУДИЦ-ОБРАЗ, 2001. – 352 с.

С. С. Титов "ArchiCAD 8. Справочник с примерами. – М.:КУДИЦ ОБРАЗ, 2003. – 480 с.

Балыкина Е.Н., Кухаренко А.А.

Balykina E.N., Kukharenka A.A.

РОДОСЛОВНАЯ ПЛАНТАГЕНЕТОВ НА ОСНОВЕ ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ И АНАЛИЗА ГЕНЕАЛОГИЧЕСКИХ ДЕРЕВЬЕВ «ЖИВАЯ РОДОСЛОВНАЯ 2.0»

PLANTAGENETS FAMILY TREE BASED ON THE INSTRUMENT «FAMILY TREE 2.0» FOR FORMATION AND ANALYSING GENEALOGICAL TREES balykina@bsu.by Белорусский государсвтенный университет г. Минск, Республика Беларусь Данная работа, как компонент ЭУИ «Жизнь средневекового города», наглядно демонстрируя родословную королевской династии Плантагенетов и приводя исторические факты из жизни ее представителей, способна углу бить общие знания по истории городов Англии. Она предназначено для краткого изложения учебного материала, а также формирования навыков самостоятельной работы с историческими персоналиями и исследования истории высокого средневековья.

This work is part of the electronic academical edition called «Life of the me diaeval town». It shows family tree of the royal dynasty Plantagenets and de scribes historical facts concerning the lives of its representatives. It can deepen НОТВ- Новые образовательные технологии в вузе general knowledge of English towns history. The work is intended for giving a short account of academical material. It forms attainments to work at historical persons independently and to investigate the Middle Ages.

Личностно-ориентированное обучение предусматривает в качестве ос новных принципов дифференциацию и индивидуализацию, развивающий ха рактер обучения, которые в условиях массового образования могут быть дос тигнуты посредством применения «поливекторных» [1] электронных учеб ных ресурсов и изданий (ЭУИ).

Обучение в ЭУИ должно базироваться на прогрессивных педагогиче ских теориях и методах. Применительно к электронному обучению можно выделить теорию поэтапного формирования умственных действий, техноло гию полного усвоения знаний, уровневой дифференциации, индивидуализа ции, игровые технологии, блочное, модульное и рейтинговое обучение, про ектный метод, технологию формирования критического мышления, апроби рованные и внедренные в Белорусском государственном университете на ис торическом факультете.

Всем этим критериям соответствует электронное учебное пособие «Жизнь средневекового города Западной Европы X – XIII вв.» v 3.2., предна значенное для студентов гуманитарных факультетов, учащихся лицеев и кол леджей с углубленным изучением истории. Его неотъемлемой составной ча стью являются авторские работы «Родословные правящих домов средневеко вой Европы: Каролингов, Капетингов, Плантагенетов и др.». Остановимся на последнем.

Цель: углубить знания по истории средневекового города Англии че рез родословную Плантагенетов – королевскую династию XII – XIV вв.

Задачи: обучающая – ознакомить с королями Англии из династии Плантагенетов и их родословной;

развивающая – развить умение работать с фактологическим и иллюстративным материалом, систематизировать изу чаемый материал, выделять главное, анализировать генеалогическое дерево, обобщать информацию, продолжить развитие логического мышления и па мяти;

воспитательная – воспитать чувство уважения к другим государствам и народам на основе взаимопомощи и осознания единства интересов, привить культуру восприятия личности и ее деятельности.

Работа предназначена для краткого изложения учебного материала, формирования навыков самостоятельной работы с историческими персона лиями и состоит из GenoPro file «Плантагенеты», отчетов, 53-х изображений, 118-ти персоналий. В ее основу легли учебники, учебные пособия, энцикло педические данные, научно-популярные статьи и интернет-ресурсы.

Методика обучения: работу с программой следует начинать c просмот ра инструкции для пользователя. Непосредственное изучение генеалогиче ского дерева необходимо осуществлять обращая, в первую очередь, внима ние на самые значимые имена. Это, как правило, основатель династии Жоф фруа (Джеффри) и английские короли династии Плантагенетов. Особое ме сто в истории занимает Ричард I Львиное Сердце, имя которого в хронологи Секция ческом дереве графически выделено и представляет собой гиперссылку на интернет-ресурсы. Пять вкладок дают не только сведения о личной жизни члена семьи, но и значительное внимание уделяют политической карьере, а также позволяют составить представление о его внешнем виде.

Кроме GenoPro file «Плантагенеты», предусмотрен отчет по всей дина стии Плантагенетов, отдельно по Ричарду I Львиному Сердцу и его семье. В качестве самостоятельной работы предоставлена возможность сделать се мейный отчет или отчет по любому из представителей Плантагенетов.

Эффективность предложенной работы достигается благодаря тща тельному отбору и структурированию материала. Последовательность его подачи обеспечивается гибкой структурой программы: каждая вкладка несет в себе новую информацию и дополняет ранее полученные знания.

В качестве программного обеспечения (ПО) был выбран инструмент для формирования и анализа генеалогических деревьев «Живая Родословная 2.0» [2]. Работа с ним предполагает сначала построение собственно дерева элементов, затем описание его свойств и работу с деревом в целом.

Есть два способа создания генеалогического дерева: обратиться к Мас теру создания семьи или создать дерево самостоятельно, добавляя в него но вые элементы с помощью инструментов ПО. «Живая Родословная» посред ством связей определяет роль каждого человека в семье. Есть два основных типа связи: родительская и детская. При создании фамильного дерева добав ляются мужчины и женщины и соединяются друг с другом как родители и дети.

Когда используются кнопки на панели инструментов: Новые супруги, Новые родители, Новый сын, Новая дочь или Мастер создания семьи про грамма автоматически создает линии связи между членами семьи. Линия свя зи характеризует отношения между отдельной личностью и семьей. Если член семьи – ребенок, то у него должна быть Детская линия связи с линией отношений (тип отношений может устанавливаться в окне «Брак», которое открывается двойным щелчком на линии отношений). Если член семьи – ро дитель, то у него должна быть Родительская линия связи с линией отноше ний. При этом член семьи может быть одновременно ребенком и родителем и потому иметь несколько линий связи. Обычно у него есть одна детская и од на родительская связь, но может быть больше детских связей, если он был приемным ребенком, или больше линий отношений, если он был женат не один раз.

В диалоговое окно Сведения вводится информация по пяти разделам:

сведения о члене семьи;

рождение и смерть;

иллюстрации;

вид;

общие сведения о члене семьи.

НОТВ- Новые образовательные технологии в вузе Возьмем для примера самого известного представителя династии Плантагенетов – Ричарда I Львиное Сердце.

Вкладка «Сведения о члене семьи» содержит информацию об имени, отчестве, фамилии члена семьи (Ричард I Генрих Плантагенет), роде занятий (король Англии с 1189 по 1199 гг.), поле (мужчина). Предусмотрена возмож ность добавления иллюстрации с изображением члена семьи (фотография памятника Ричарду I Львиное Сердце перед зданием парламента Великобри тании) и краткого комментария, где помещается дополнительная информация до 32000 знаков.

Вкладка «Рождение и смерть» отражает точную или неполную дату рождения (8-сен-1157), номер ребенка (3), смерть (установка флажка), дату смерти (6-апр-1199), краткие комментарии (8 сентября 1157, Оксфорд – 6 ап реля 1199, замок Шалю, виконтство Лимож), причину смерти (убийство).

Вкладка «Иллюстрации» помогает поместить одно или несколько изо бражений членов семьи, ввести название каждой иллюстрации («Ричард I Львиное Сердце, король Англии») и ее дату (1843), а также краткие коммен тарии к иллюстрации (работа Мерри-Джозефа Блонделя).

Вкладка «Вид» определяет, какая информация и в каком виде будет представлена в дереве. Это значит, что каждому пользователю можно задать, какая информация/атрибуты должны быть отображены на генеалогическом дереве (только имя или фамилия, только имя и фамилия, полное имя, дата рождения/дата смерти). Кроме этого, при необходимости, дается гиперссыл ка на внешний источник информации.

Вкладка «Общие сведения о члене семьи» приводит данные о семье:

отец (Генрих II), мать (Алиенора Аквитанская), братья/сестры (/6/ Генрих, Матильда, Жоффруа II (Джеффри), Алиенора, Иоанна, Иоанн Безземельный), сводные братья/сестры, братья/сестры по браку, другие братья/сестры, суп руг(а) (/1/ Беренгария Наваррская), дети.

Диалоговое окно Брак используется для редактирования характери стик супружеской пары: а) сведения о семье;

б) иллюстрации;

в) вид;

г) об щие сведения о семье.

Вкладка «Сведения о семье» указывает тип взаимоотношений между двумя людьми (в браке с 1191 г.), приводит главную иллюстрацию супруже ской пары (изображение Ричарда I и его жены) и краткие комментарии о суп ружеской паре, личной жизни, взаимоотношениях (Большую часть жизни Ричард I Львиное Сердце провел вне территории Англии.).

Вкладка «Иллюстрации» помогает вставить любое количество семей ных изображений, ввести название каждой иллюстрации («Тревога Беренга рии о своем муже») и ее дату (1850), а также краткие комментарии к ней (ра бота Чарльза Аллстона Коллинза).

Вкладка «Вид» показывает Метку, Символ взаимоотношений (автома тически: жили вместе) и Линию семьи (конец семьи: у семьи больше нет де тей).

Вкладка «Общие сведения о семье» содержит информацию о муже (Ри чард I Генрих Плантагенет), жене (Беренгария Наваррская), детях (нет), Секция идентификационном номере семьи (8) и создает отчет по общим сведениям о семье в формате RTF (файл «family»).

ПО позволяет составлять подробные отчеты по фамильному дереву, пользуясь диалоговым окном Составить отчет. При этом можно составить отчет на выбранном языке в двух форматах: HTML и RTF. Формат RTF луч ше всего подходит для печати;

формат HTML – для хранения на диске. При составлении отчета можно выбрать четыре разных типа данных.

Первые два – HTML-отчет по всему документу – чтобы составить отчет в формате HTML для всего генеалогического дерева (папка «Плантагенеты»);

HTML-отчет по выделенным объектам – чтобы составить отчет в формате HTML для какой-нибудь ветви генеалогического дерева (папка «Ричард I Львиное Сердце»);

вторые – отчет в формате RTF по отдельной личности – чтобы иметь подробный отчет по отдельной личности (файл «individual»);

2. отчет в формате RTF по семье – чтобы иметь подробный отчет по семье (файл «family»).

Таким образом, данная работа, наглядно демонстрируя родословную королевской династии Плантагенетов и приводя исторические факты из жиз ни ее представителей, способна углубить общие знания по истории западно европейских городов X-XIII вв., а также сформировать навыки самостоятель ной работы с историческими персоналиями на основе исследования истории высокого средневековья методом проектов.

Балыкина, Е.Н. Электронное учебное издание на основе многовектор ной модели / Е.Н. Балыкина, Д.Н. Бузун // Высшая школа: проблемы и перспективы: материалы 9-ой Междунар. науч.–метод. конф., Минск, 11-12 нояб. 2009 г. В 2 ч. Ч. 1 / Республ. ин-т высшей школы;

редкол.:

М.И.Демчук [и др.]. – Минск, 2009. – С. 271–273.

Живая Родословная 2.0: Инструмент для формирования и анализа ге неалогических деревьев с примерами родословных. Руководство поль зователя. – М.: Институт новых технологий, 2008 – 36 с.

НОТВ- Новые образовательные технологии в вузе Белоусова О.А.

Belousova O.A.

АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ПАКЕТА EXCEL ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО КУРСУ «ОСНОВЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ»

ASPECTS OF APPLICATION OF PACKAGE EXEL DURING THE LEADTHROUGH OF LABORATORY WORCS ON-COURSE «BASES OF SCIENTIFIC RESEARCHES»

belilaei@mail.ru ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина»

г. Екатеринбург The maximally detailed technical description of sequence of implementation of laboratory work is instrumental in forming of skills of work in the applied ma thematical package, allows maximally to give mind students on essence of execut able tasks.

Одной из тем, изучаемых в курсе «Основы научных исследований», ак туальной при обучении студентов направления «Химическая технология»

является статистическая обработка экспериментальных данных. Практикум включает семь лабораторных работ:

закон нормального распределения, статистические оценки выборочного распределения, проверка статистических гипотез, трендовые модели в задачах прогнозирования, трендовые модели в задачах аппроксимации, регрессионный анализ, планирование эксперимента.

Методика проведения лабораторных работ сформирована следующим образом. Описание лабораторной работы включает подробный пошаговый алгоритм работы в пакете, например, «Повторите создание именованной об ласти для блока ячеек В4:U4. Выполните команду Сервис Анализ данных Описательная статистика». Используемый прием позволяет решить две проблемы – для студентов, не работавших ранее в этом пакете или не имеющих достаточных навыков, такое описание позволяет овладеть техническими приемами работы и для всех студентов – перейти ко второму, самому важному этапу работы – пониманию сути решаемой задачи, возмож ности ее применения в работе инженера и ученого.

На втором этапе важным является перечень вопросов для самоподго товки студентов к отчету. Например, в задании для самостоятельной работы (первая лабораторная работа) исходные данные для примера – полученные в производственных условиях и часть вопросов к работе следующая: «Можно ли считать полученные экспериментальные данные удовлетворительными?

Оцените их по правилу «трех сигм». Каковы минимальные требования к экс Секция периментальным данным по значению доверительного интервала?». В итоге ответов на вопросы и беседы с преподавателем студент приходит к оценке точности получаемых в производственных условиях данных, то есть качества обработки деталей, понимает требования ГОСТа и применения их на произ водстве.

Таким образом, максимально подробное техническое описание после довательности выполнения лабораторной работы способствует формирова нию навыков работы в прикладном математическом пакете, позволяет мак симально сосредоточить внимание студентов на сути выполняемых заданий.

Статистическая обработка результатов эксперимента в химической техноло гии: методические указания к лабораторным работам / В. Л. Аникин. Екате ринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2007. -57 с.

Бельков С.А., Гольдштейн С.Л.

Belkov S.A., Goldstein S.L.

ОБЗОР ПРОБЛЕМ СИСТЕМ(ПОДСИСТЕМ) МОНИТОРИНГА REVIEW OF THE MONITORING SYSTEM (SUBSYSTEMS) PROBLEMS srgb@mail.ru ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина»

г. Екатеринбург В статье приводится обзор проблем, связанных с разработкой под систем мониторинга качества, применяемых в различных областях. В том числе уделено внимание когнитивному качеству и мониторингу качества продуктов, создаваемых в сфере образования.

The article considers problems of projects in quality monitoring sphere.

Special attention given of cognitive quality and educational product quality moni toring.

Системы мониторинга широко используются в целом ряде областей:

медицине, психологии, производстве. В частности для мониторинга показа телей ритма сердца человека проводят регистрацию физиологического сиг нала, обнаружение характерных элементов сигнала и формирование на их основе диагностических показателей. Мониторинг может использоваться также для оценки психофизиологического статуса. Таким образом, имеем специфические алгоритмы мониторинга. Кроме того системы мониторинга применяются для мониторинга различных компьютерных сетей без возмож ности администрирования, при реинжиниринге информационных ресурсов в качестве управления сетями и т.д.

Технология мониторинга научно-технического потенциала рассмат ривается как совокупность некоторых, присущих для данной технологии мо ниторинга, операций. Такая технология позволяет существенно экономить затраты труда высококвалифицированных специалистов (кураторов и анали тиков) подразделений, ответственных за управление научными разработками НОТВ- Новые образовательные технологии в вузе в высшей школе. Заметим, что в настоящее время аналоги подобных систем широко известны только в производственной и финансовой экономической сфере. Применительно к научной сфере только прорабатываются пути их создания.

Работы, посвященные информационной технологии мониторинга, говорят, что эта технология включает: диагностику (оценку текущего), гене зис (оценку прошлого) и прогноз (оценку будущего) состояния контролируе мых объектов. Существует несколько разных методов мониторинга, имею щих несколько отличительных признаков.

Такого же рода технологии также используются и в рекламе. Например для реализации пост-клик анализа. Это технология мониторинга активности пользователя после его взаимодействия с рекламным носителем. Пост-клик анализ позволяет точно сказать, сколько времени посетитель находился на рекламируемом сайте после перехода по баннеру, какие страницы посмотрел, какие действия совершил. Новая технология дает новые возможности по по вышению эффективности рекламы в сети Интернет.

В сфере образования технологии мониторинга представляют собой по стоянно действующую систему с «обратной связью», позволяющей не только оценивать, но и прогнозировать, принимать правильные управленческие ре шения. Рассмотрение сущности мониторинга на профессиональном уровне устанавливает взаимозависимость и взаимообусловленность следующих по нятий: управление, мониторинг, стандарт, качество.

Существует также представление об интегральной модели монито ринга качества профессионального педагогического образования с охватом следующих показателей качества образования: качество подготовки специа листов, качество образовательного процесса, качество образовательной сис темы, качество управления, организация и обеспечения.

Системы мониторинга тесно связаны с понятием качества. Например, рассматривая когнитивное качество, Федосеев Р.Ю. [статья «Интеллекту альный шейпинг»] отмечает, что для того, чтобы повысить качество челове ческого интеллекта, необходимо обеспечить более высокое качество знаков, в частности когнитивное качество языков и информации. Севрук А.И. [«Воз можности ЕГЭ в моделировании результатов общеобразовательного учреж дения»] подчеркивает, что когнитивные качества (мышление, речь, память, внимание) играют важную роль в социальной адаптации учащихся. Хутор ской А.В. [«Эвристический тип образования: результаты научно практического исследования»] предлагает другую классификацию когнитив ного качества: к когнитивным качествам, необходимым для познания учени ком внешнего мира относятся – любознательность, пытливость, проница тельность, увлечнность, сообразительность, аналитичность, синтетичность, поиск проблем, склонность к эксперименту и др.

Рассмотрим далее системы (подсистемы) диагностики. Мамиконянц Л.Г.

и Надточий В.М. [«Информационно – диагностическая система турбогенера тора»] отметили, что например оценка технического состояния турбогенера торов представляет большие трудности для персонала электростанций.

Секция Используемые в эксплуатации методы диагностики решают локальные диаг ностические задачи и практически не связаны между собой. В то же время современные вычислительные средства и информационные технологии по зволяют автоматизировать сбор, обработку и анализ всей необходимой ин формации и на основе диагностических алгоритмов дать текущую оценку технического состояния турбогенераторов и выработать рекомендации по их дальнейшему обслуживанию и ремонту. Такую задачу призвана решать ин теллектуальная информационно-диагностическая система (ИИДС), которая базируется на следующих трех основных функциональных модулях: опера тивная подсистема диагностики;

неоперативная подсистема диагностики;

информационная система технического обслуживания генераторов. Подсис темы диагностики включают в себя алгоритмическое, программное, а также, при необходимости, аппаратное обеспечение для получения диагностической информации. Отсюда следует, что для более сложной диагностики отдельные диагностические методы имеют малую эффективность, поэтому необходимо создавать системы или подсистемы диагностики.

Диагностика качества. Языкова И.М. [«Диагностика качества образо вательного процесса в университете»] подчеркивает, что сложность и много гранность задач, стоящих перед высшей школой, требует создания объектив ной и эффективной системы оценки и контроля качества образования, кото рая отслеживала бы не только результаты образовательной деятельности ву за, но и активно влияла бы на качество ее функционирования. Анализ других ситочников позволяет сделать вывод, что диагностика качества создаваемого объекта является на сегодняшний день необходимой. Поэтому актуально создание систем (подсистем), которые позволяют оценивать качество объек та.

Система мониторинга качества. Например в сфере оценки качества медицинского оборудования, в частности коагулятора SurgiStat II. Высокую безопасность обеспечивает система мониторинга RECQMS качества контакта возвратного (нейтрального, пассивного) электрода пациента с больным. Сис тема RECQMS постоянно отслеживает уровень импеданса больного в месте наклеивания пластины и автоматически отключает генератор, если определя ет электрическую ошибку в месте контакта.

Технология мониторинга качества. Матрос Д. [Всероссийская НПК «Управление качеством образования в муниципальном образовательном про странстве»] представил модель информатизации общего среднего образова ния, ядром которой являются разработанные на кафедре информатики педа гогического университета электронные версии всех учебников федерального комплекта вместе с обучающими и контролирующими программами, а также программой психолого-педагогического мониторинга учащихся как основы грамотного управления качеством образования.

Планирование качества. Под планированием качества понимается деятельность, которая устанавливает цели и требования к качеству, а также правила применения элементов системы качества. Рассматриваются следую щие вопросы: распределение необходимых ресурсов, ответственности и пол НОТВ- Новые образовательные технологии в вузе номочий;

процессы, составляющие практику работы и применяющие кон кретные процедуры и инструкции;

идентификация и приобретение необхо димых оборудования, ресурсов и навыков;

разъяснение стандартов приемки по всем требованиям, включая органолептические требования;

определение подходящих действий по проверке;

потребность в записях по качеству и их подготовка;

указание выбранных процессов и определение их входов и вы ходов. Стейнер Д.А. выделяет в планировании четыре ключевых объекта, оп ределяющих процесс планирования в целом: будущность настоящих реше ний;

процесс;

философия;

структура.

Планирование связывает между собой три основных типа планов: стра тегические планы, программы средней продолжительности, а так же кратко срочные и оперативные планы. Следовательно, качество планирования пред ставляет собой интегральную оценку, основанную на качестве этих трех ти пов.

Полученный план должен включать в себя: методы обработки;

норми рование времени;

слаженность рабочих станций;

станки, инструменты при способления;

автоматизация;

применение роботов;

капиталовложения;

расчет рентабельности.

Методы управления качеством. Здесь выделяются такие понятия:

объект управления (качество продукции);

цель управления (уровень и со стояние качества продукции с учетом экономических интересов производи теля и потребителя, а также требований безопасности и экологичности про дукции);

субъект управления (управляющие органы всех уровней и лица, призванные обеспечить достижение и содержание планируемого состояния и уровня качества продукции);

методы и средства управления (способы, кото рыми органы управления воздействуют на элементы производственного про цесса, обеспечивая достижение и поддержание планируемого состояния и уровня качества продукции).

Классическое управление качеством предусматривает порядок форми рования технологий и методов улучшения качества продукции. В реализации этого процесса имеются следующие шаги: 1) выбирается одна из трех целе вых технологий управления;

2) для выбранной технологии подбирают одну или несколько процессорных технологий управления;

3) для каждой процес сорной технологии выбирают один или несколько методов для достижения качества управленческой деятельности.

При поиске и анализе информации по данной теме были выявлены сле дующие ключевые слова (словосочетания): системы мониторинга, техноло гия мониторинга, когнитивное качество, система (подсистема) диагностики, диагностика качества, система мониторинга качества, технология монито ринга качества, планирования качества, методы управления качеством.

Секция Берестова С.А., Мироненко А.А., Митюшов Е.А.

Berestova S.A., Mironenko A.A., Mityushov E.A.

МЕТОДИЧЕСКОЕ И АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КУРСА ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ В УГТУ-УПИ METHODICAL AND HARDWARE SUPPORT FOR THEORETICAL MECHANICS COURSE AT THE URAL STATE TECHNICAL UNIVERSITY (URAL POLYTECHNIC INSTITUTE) teormech@mmf.ustu.ru ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина»

г. Екатеринбург Представлены основные направления методической работы кафедры теоретической механики, ориентированные на использование новых техно логий обучения.

The basic directions of methodical work of chair of the theoretical mechan ics, focused on use of new technologies of training are presented.

Теоретическая механика – традиционный учебный курс в системе рос сийского высшего технического образования. Она является базой для многих общетехнических дисциплин (сопротивление материалов, детали машин, теория машин и механизмов и др.), а также имеет самостоятельное мировоз зренческое и методологическое значение. Иллюстрирует научный метод по знания закономерностей окружающего нас мира от наблюдения к матема тической модели, ее анализ, получение решений и их применение в практи ческой деятельности.

Для поддержки учебного курса издавалось много замечательной учеб ной литературы. Изменение же объема часов, отводимых на изучение курса, форм обучения и методов организации учебной работы потребовало выпуск новых методических изданий, отвечающих современным требованиям и учи тывающим богатый опыт и славные традиции в преподавании теоретической механики. В последние годы на кафедре теоретической механики выпущены учебники, получившие грифы МО и УМО, а также различные методические печатные и электронные пособия. В издаваемой методической литературе представлены все разделы теоретической механики, предусмотренные госу дарственными образовательными стандартами. Разобранные задачи, помимо традиционной их роли закрепления базовых теоретических знаний, дают не обходимые практические навыки и служат введением в выбранную специ альность, что облегчает студентам переход к изучению последующих обще профессиональных дисциплин и специальных курсов.

В настоящее время заканчивается работа, выполняемая по заказу изда тельского центра «Академия» (г. Москва), по изданию сборника «Теоретиче ская механика в примерах и задачах». В подготовке издания принимают уча стие 11 ведущих преподавателей кафедры теоретической механики. Целью авторов было подготовить небольшой по объему задачник по теоретической механике, содержащий необходимые сведения из теоретической части курса, НОТВ- Новые образовательные технологии в вузе подробные примеры решения задач и достаточное количество задач для ор ганизации аудиторной и самостоятельной работы студентов. На момент под готовки рукописи таких задачников в России издано не было.

Исходя из специфики технического образования, в каждый раздел сборника включены тематические задачи с техническим содержанием, обес печивающим профессиональные компетенции и облегчающим переход к изучению последующих обще-профессиональных и специальных дисциплин.

Особое внимание уделено формированию профессионально-образного мыш ления путем включения достаточно большого количества текстов задач без соответствующих иллюстраций. При этом студенты, опираясь на постоянно пополняющуюся базу образной памяти и оперируя элементарными образами, должны создавать зрительное представление о конструкции или механизме с дальнейшим переходом к выполнению реальных практических действий по их схематическому изображению.

Возможности современных информационных технологий во многом меняют формы организации учебного процесса. Это требует создания необ ходимой материальной базы и соответствующего методического обеспече ния. В духе времени на кафедре теоретической механики создается учебная лаборатория для проведения занятий в интерактивном режиме, оснащенная современным мультимедийным оборудованием: проектором, персональным рабочим местом преподавателя, включающим персональный компьютер, но утбук, документ-камеру, графический планшет, многофункциональное уст ройство, 2 компьютера для работы студентов, хранения курсовых и расчетно графических работ, выполнения тестовых заданий, беспроводными устройст вами ввода-вывода информации для обратной связи с аудиторией, цветным принтером и др.

Для проведения занятий в учебной лаборатории подготовлены в лекци онные презентации, наполненные демонстрационными фрагментами, в кото рых в динамике представлены машины и приборы и их кинематические схе мы;

материалы для проведения практических занятий, содержащие руково дства по решению задач статики, кинематики, динамики, аналитической ме ханики;

тестовые задания для проведения рубежного контроля;

индивиду альные задания для курсовых и расчетно-графических работ;

контент напол нен также рекомендациями к выполнению домашних заданий и контрольных работ. Эти материалы являются базой развития сетевых дистанционных об разовательных технологий. Часть подготовленного материала размещена на сайте университета.

Для развития «технического мышления» на кафедре созданы реальные и виртуальные модели и технические устройства, которые позволяют проде монстрировать механическое движение и решать сложную дидактическую проблему перехода от реальной машины к схеме и обратно.

На кафедре постоянно ведется работа по наполнению электронного банка учебных материалов. К этой работе привлекаются студенты, особенно талантливая их часть представляет свои работы на выставках научно исследовательских работ.

Секция Борзенкова С.Ю.

Borzenkova S.U.

АСПЕКТЫ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ «КРИПТОГРАФИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА ИНФОРМАЦИИ» С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТЕХНИКИ ASPECTS OF STUDYING OF DISCIPLINE «CRYPTOGRAPHIC PROTECTION OF THE INFORMATION» WITH USE OF SOFTWARE OF COMPUTER TECHNICS tehnol_sb@tsu.tula.ru ГОУ ВПО "Тульский государственный университет" г. Тула Рассматривается процесс реализации защиты информации с помощью криптографического алгоритма метода перестановки с использованием компьютерных технологий. Программа, разработанная для реализации криптографического метода перестановки, предназначена для практических заданий при изучении дисциплины «Криптографическая защита информа ции».

Process of realization of protection of the information by means of crypto graphic algorithm of a method of permutation with use of computer technologies is considered. The program developed for realization of a cryptographic method of permutation, is intended for practical tasks at discipline studying «Cryptographic protection of the information».

Широкое распространение компьютерной техники за последние годы и связанный с этим резкий рост объемов информации (в том числе и конфи денциальной), передаваемой по открытым каналам диктуют необходимость применения надежных средств защиты информации.

Построение систем защиты информации, также как и информационной безопасности организации основывается на принципах системного подхода, который предполагает оптимальную пропорцию между организационными, программными, правовыми и физическими методами защиты, применимых на любом этапе цикла обработки информации.

Конкретные реализации систем защиты, которые могут существенное отличаться друг от друга из-за различия методов и алгоритмов, должны обеспечивать задачи конфиденциальность и целостность информации. Ус пешное решение перечисленных задач возможно как за счет использования организационно-технических мероприятий, так и с помощью криптографиче ской защиты информации.

Криптографическая защита в большинстве случаев является более эф фективной и дешевой. Конфиденциальность информации при этом обеспечи вается шифрованием передаваемых документов.

Программная реализация криптографического закрытия данных долж на обеспечивать выполнение следующих требований:

дешифровать сообщение можно только при наличии ключа;

НОТВ- Новые образовательные технологии в вузе знание алгоритма шифрования не должно влиять на надежность защи ты;

любой ключ из множества возможных ключей должен обеспечивать надежную защиту;

алгоритм должен допускать как программную, так и аппаратную реа лизацию, при этом изменение длины ключа не должно вести к качест венному ухудшению алгоритма шифрования.

Современный специалист по защите информации должен иметь пред ставление о методах и алгоритмах защиты от несанкционированного блоки рования, доступа, копирования и изменения информации, которые реализу ются методами криптографии. Одной из дисциплин, базирующихся на изу чении методов и алгоритмов современной криптографии, и которую изучают студенты, обучающиеся на специальности «Организация и технология защи ты информации», является дисциплина «Криптографическая защита инфор мации».

Дисциплина «Криптографическая защита информации» включает как теоретические занятия, так и практические. Практические занятия обеспечи вают основную практическую подготовку специалиста в области защиты ин формации при изучении различных криптографических алгоритмов защиты информации.

Программа, разработанная для реализации криптографического метода перестановки, выполнена на языке программирования Турбо Паскаль.

Для того чтобы пользователь мог успешно работать с программой шифрования и дешифрования необходимо наличие программ с расширение.PAS и файлов с расширением.TXT (для вывода информации в файл).

Процесс шифрования включает следующие действия пользователя:

установить выходные и входные файлы (файлы с расширением.TXT) на жесткий диск;

запустить файл с программой шифрования (файл с расширением.PAS);

ввести ключевое слово;

ввести сообщение. В данной программе вводится ограничение: все бук вы должны вводиться либо прописными, либо заглавными.

открыть выходной файл, который автоматически изменяется при вводе нового сообщения и записывается на жестком диске);

Алгоритм процесса шифрования представлен в левой части рисунка.

При нормальной работе программы пользователь увидит поэтапную последовательность процесса шифрования.

Процесс дешифрования выполняется по следующему алгоритму:

в входной файл (файл с расширением.TXT) записать ключ и следую щей строкой зашифрованное сообщение;

запустить программу дешифрования (файл с расширением.PAS);

после выполнения программы пользователь должен открыть выходной файл, где будет записано расшифрованное сообщение.

Алгоритм процесса дешифрования представлен в правой части рисунка.

Секция Данная программа предназначена для использования выполнения прак тического задания по изучению криптографического метода перестановки. В программе предусмотрены изменения количества символов, как в ключевом слове, так и в исходном сообщении.

Рисунок. Алгоритм шифрования и алгоритм дешифрования Программа разработана в соавторстве со студентами, обучающимися по специальности «Организация и технология защиты информации» в рамках НИРС.

НОТВ- Новые образовательные технологии в вузе Борисова Е.В., Ташлыков О.Л., Щеклеин С.Е.

Borisova E.V., Tashlykov O.L., Sheklein S.Ye.

СОЗДАНИЕ МАКЕТА ЭНЕРГОБЛОКА №4 БЕЛОЯРСКОЙ АЭС С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ 3D-ТЕХНОЛОГИЙ THE BELOYARSKAYA NPP 4-TH UNIT MODEL CREATION WITH 3-D TECHNOLOGIES oleg_lt@rambler.ru ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина»

г. Екатеринбург Показана значимость опережающей подготовки специалистов для ин новационного энергоблока АЭС с реактором на быстрых нейтронах. Описан опыт создания макета энергоблока АЭС с реактором БН-800 в масштабе 1:100 с использованием 3D-моделирования.

The significance of the forestall specialists training for the innovative NPP unit with the fast breeding reactor is shown. The described is the experience of the BN-800 NPP unit model creation in 1:100 scale using the 3-D.

Строительство 4-го блока Белоярской АЭС с реактором БН-800 нача лось ещ в 1984г. В 1986г., в связи с Чернобыльской аварией, все атомные стройки СССР были заморожены, проекты направлены на дополнительную экспертизу. С начала XXI века строительство БН-800 возобновилось, с 2001г.

началось финансирование. Строящийся 4-й энергоблок Белоярской АЭС был внесн в разряд инновационных проектов, в финансировании которых будет участвовать государство.

Работы по проекту усовершенствованного быстрого реактора БН- явились логичным продолжением развития технологии реакторов этого типа в России и имели целью создание базового энергоблока для последующего серийного строительства. Научно-технической основой для создания этого реактора служит опыт проектирования и эксплуатации трех поколений реак торных установок с натриевым теплоносителем, в первую очередь, предше ствующего реактора БН-600.

Сооружение БН-800 и его последующая эксплуатация позволят решить ряд задач, важных для дальнейшего развития технологии реакторов на быст рых нейтронах.

Одним из основных условий успешной реализации данного инноваци онного направления развития атомной энергетики является опережающая подготовка квалифицированных специалистов по эксплуатации и обслужи ванию систем и оборудования энергоблоков АЭС с реактором на быстрых нейтронах. Кафедра "Атомная энергетика" УГТУ-УПИ, одна из первых ка федр этого профиля в России, традиционно специализируется на подготовке специалистов для АЭС с реакторами на быстрых нейтронах. Уникальность технологии быстрых реакторов требует специфической материально технической базы для подготовки специалистов данного профиля.

Секция Значительным вкладом в модернизацию материальной базы кафедры в свете развития направления реакторов на быстрых нейтронах и в частности, строительства энергоблока БН-800, стало участие кафедры в реализации Фе деральной инновационной образовательной программы «Формирование профессиональных компетенций выпускников на основе научно образовательных центров для предприятий атомно-энергетического комплек са Уральского региона». Был приобретен ряд уникального оборудования, из готовленного по специальным техническим условиям.

В данной статье описывается опыт создания макета энергоблока АЭС с реактором БН-800 в масштабе 1:100 с использованием 3D-моделирования.

Трехмерное моделирование было выбрано для визуализации энергоблока БН 800 в связи с его наглядностью, быстротой и эффективностью. Кроме того, фирма, занимавшаяся изготовлением макета, была оснащена оборудованием, позволявшим изготавливать отдельные детали по их 3D-модели.

Как было сказано выше, достаточно длительная история проектирова ния и сооружения энергоблока с БН-800 определила вид основной массы ис ходной графической информации – чертежей. Естественно, ни о каком трх мерном проектировании энергоблока, которое могло бы облегчить создание 3D-модели, речи не шло. Поэтому создание макета началось с разработки 3D модели энергоблока по имевшимся архитектурно-строительным и компоно вочным чертежам.


Рис. 1. Рабочий этап создания 3D-модели энергоблока с БН- Дополнительной сложностью, затрудняющей процесс создания 3D модели энергоблока с БН-800, явилось отсутствие полного комплекта архи тектурно-строительных и компоновочных чертежей. В связи с изменением проекта энергоблока по сравнению с 1980-и годами (изменение компоновки НОТВ- Новые образовательные технологии в вузе турбоустановки и т.д.) изменились и рабочие чертежи главного корпуса. Ряд чертежей на момент разработки 3D-модели отсутствовал. Поэтому процесс создания 3D-модели шел «с колес», по мере получения чертежей из ОАО Санкт–Петербургский научно-исследовательский и проектно конструкторский институт «Атомэнергопроект», занимающегося проектиро ванием четвертого энергоблока Белоярской АЭС.

Рис. 2. Фрагмент 3D-модели энергоблока с БН- Рис. 3. 3D-модель энергоблока с БН- Секция Рис. 4. Макет энергоблока АЭС с БН-800, изготовленный с использованием 3D моделирования, в учебной аудитории кафедры «Атомная энергетика»

Изготовление макета энергоблока АЭС с реактором БН-800 с помощью разработанной 3D-модели позволило решить несколько проблем, связанных с визуализацией учебного процесса подготовки специалистов для строящейся атомной электростанции:

это первое в мире объемное изображение главного корпуса энергобло ка с реактором БН-800 с необходимыми разрезами, позволяющее на глядно изучать компоновку основного оборудования как реакторного, так и машинного отделения;

разработанная 3D-модель энергоблока может быть использована само стоятельно в учебном процессе, позволяя знакомиться с компоновкой оборудования с различных ракурсов, выполнять необходимые «разре зы», позволяющие получить доступ к скрытому строительными конст рукциями оборудованию;

3D-модель энергоблока с реактором БН-800 может дорабатываться в случае изменения проектных решений в ходе сооружения АЭС.

НОТВ- Новые образовательные технологии в вузе Бортник Б.И., Кожин А.В., Судакова Н.П.

Bortnik B.I., Kozhin A.V., Sudakova N.P.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ОРГАНИЗАЦИИ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА ПО ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫМ ДИСЦИПЛИНАМ INFORMATIONAL TECHNOLOGIES IN THE ORGANIZATION OF THE NATURAL SCIENCES EDUCATIONAL PROCESS brag@mail.ru Уральский Государственный экономический университет г. Екатеринбург Обсуждаются возможности формирования и развития важнейших информационных компетенций и информационной культуры будущих спе циалистов в процессе изучения естественнонаучных дисциплин. Рассматри ваются практические аспекты использования информационных средств и технологий при проведении различных видов занятий и организации само стоятельной работы студентов In this work we discuss possibilities of formation and development of impor tant information competencies and an informational culture of future experts in the process of studying natural science disciplines. We consider practical aspects of the utilization of informational tools and technologies for carrying out various educational activities and organizing students' self-training.

Современное общество предъявляет новые требования к знаниям и умениям молодых людей и образовательной среде, в которой формируются эти знания и умения. Во «Всемирной декларация о высшем образовании для XXI века» говорится: «Высшие учебные заведения, опираясь на преимущест ва и возможности, предоставляемые новыми информационными и коммуни кационными технологиями, в духе открытости, равноправия и международ ного сотрудничества должны играть ведущую роль и обеспечивать качество результатов образования путем создания новых форм учебной среды... и раз рабатывать высококачественные системы образования на благо социально экономического развития и… другим наиболее актуальным приоритетам об щества». Эти системы должны быть направлены на реализацию компетент ностного подхода к образовательному процессу, предусматривающего фор мирование в процессе обучения важнейших общекультурных и профессио нальных компетенций. Спектр таких компетенций практически для всех спе циальностей, в том числе экономических, включает информационные компе тенции:

владение основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, наличие навыков работы с ком пьютером как средством управления информацией, способность рабо тать с информацией в глобальных компьютерных сетях;

способность, используя отечественные и зарубежные источники ин формации, собрать необходимые данные проанализировать их и подго товить информационный обзор;

Секция способность использовать для решения коммуникативных, аналитиче ских и исследовательских задач современные технические средства и информационные технологии.

Очевидно, что эти компетенции формируются, прежде всего, при ос воении различных информационных дисциплин. Вместе с тем существенную роль в развитии этих компетенций у будущих специалистов играют естест веннонаучные дисциплины – физика, химия, концепции современного есте ствознания. Они являются полем и платформой применения новых методов, приемов и форм работы, технологий, развивающих, познавательную, комму никативную и личностную активность учащихся, умение ориентироваться в информационной среде, осуществлять оптимальный отбор информации, спо собность абстрагироваться от традиционных установок и адекватно оцени вать инновационные процессы в науке, технологии, экономике.. Все это спо собствует выработке соответствующей организации интеллектуальной дея тельности и стиля мышления, формированию информационных компетенций и информационной культуры.

С другой стороны, использование современных информационных тех нологий сегодня во многом определяет эффективность реализации целей и задач преподавания естественнонаучных дисциплин. Информационные тех нологии существенно расширяют возможности визуализации и повышают эффективность усвоения учебного материала. Одним из наиболее перспек тивных и быстро развивающихся направлений информационных технологий является презентационная графика (или компьютерная анимация). Она син тезирует и поднимает на новый уровень возможности прежних наглядных средств обучения. Широкий спектр программного обеспечения (PowerPoint, Flash, Visio и др.) позволяет оптимально активизировать восприятие мате риала, и обеспечивает возможность наглядности даже при изучении тем, рас сматривающих пространственные и временные масштабы, исключающие на глядное моделирование прежними средствами. Значение этих технологий трудно переоценить. Они открывают новые горизонты, в т.ч. в системе дис танционного образования. Информационные технологии качественно изме няют все виды занятий: лекции, практические занятия, семинары, лаборатор ный практикум. Современная лекция – аудиторная или дистанционная, - это динамичный диалог преподавателя со студентами, основным инструментом которого является качественная презентация. В системе дистанционного об разования она может быть интерактивной. Такая лекция не только сущест венно повышает эффективность восприятия естественнонаучного материала, но и демонстрирует (при соответствующей квалификации преподавателя) со временные аспекты коммуникативной культуры, что способствует формиро ванию коммуникативных компетенций. Развитие и апробация этих компе тенций осуществляется на практических и семинарских занятиях. Проведе ние таких занятий предусматривает разработку студентами учебных вопро сов в форме проектов, включающих: постановку проблемы, планирование проекта, изучение состояния вопроса, формулирование результатов и выво дов, разработку презентации, защита проекта. В оценке результатов и про НОТВ- Новые образовательные технологии в вузе цесса разработки проекта участвуют студенты. Разработанные студентами проекты и презентации могут быть в дальнейшем использованы преподава телем для совершенствования учебного процесса. Они могут пополнить банк презентационных средств, что позволит сформировать изучаемую дисципли ну как систему визуальных модулей, существенно оптимизировать ее препо давание и усвоение.

Заметную роль в инновационном образовательном процессе играет виртуальные лекционные демонстрации и виртуальный лабораторный прак тикум. Он позволяет учащимся проводить различные виртуальные экспери менты в том числе такие, которые как реальные провести сложно или невоз можно. Это способствует не только повышению качества образования, но и экономии финансовых ресурсов, созданию безопасной, экологически чистой среды. К разработке материалов для таких экспериментальных работ целесо образно привлекать студентов. Несомненно, что эта разработка чрезвычайно трудоемка и требует высокой квалификации владения информационными технологиями, Вместе с тем во многих вузах есть специализированные ка федры, на которых даже студенты первых курсов имеют достаточно разви тые навыки работы с компьютером и могут участвовать в этой работе. В этих условиях разработка нового банка средств визуального моделирования ста новится эффективной формой самостоятельной работы студентов (СРС).

СРС - центральное звено современной технологии обучения. Она – основной путь выработки навыков самообразования, формирования высокого творче ского потенциала будущих специалистов. Привлечение студентов к разра ботке информационного обеспечения учебного процесса способствует фор мированию мотивационного настроя учащихся, осознанию ими цели обуче ния и цели изучения дисциплины, развитию навыков познавательной дея тельности, формированию и развитию культуры творчества. Организация СРС в этом направлении предполагает полное представление преподавателем о дизайне конечного продукта и сценарии его функционирования. Студент получает информацию о содержании материала, его месте и значении в изу чаемой дисциплине, о назначении разрабатываемой модели и ее особенно стях. Выбор компьютерных технологий может осуществляться как препода вателем, так и студентом. В процессе разработки студент достаточно глубоко вникает в сущность вопроса, структурирует соответствующий материал, вы деляет проблемные аспекты и находит их решение. Все это обеспечивает эв ристическую ценность данной формы работы, развивает способность к креа тивной деятельности, потребность в ней, совершенствует информационную компетенцию и культуру.


Использование информационных технологий существенно меняют об разовательную среду, выдвигая новые требования к формированию системы обеспечения качества учебного процесса и расширяют возможности дости жения основных целей современного образования.

Секция Бунаков П.Ю., Широких Э.В.

Bunakov P.J., Shirokih E.V.

СТИМУЛИРОВАНИЕ ТВОРЧЕСКОГО НАЧАЛА В ПРОЦЕССЕ ПОДГОТОВКИ ИНЖЕНЕРОВ-ТЕХНОЛОГОВ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОФИЛЯ STIMULATION OF A CREATIVE BEGINNING DURING PREPARATION OF THE ENGINEERS - TECHNOLOGISTS OF A MACHINE-BUILDING DIRECTION bunakov@bazissoft.ru Коломенский институт (филиал) Московского государственного открытого университета г. Коломна Рассматривается опыт стимулирования творческой деятельности студентов при помощи организации мини коллективов по решению практи ческих задач проектирования изделий и технологических процессов их обра ботки с использованием методики сквозного проектирования.

The experience of stimulation of creative activity of the students is consi dered through organization of small collectives under the decision of practical tasks of designing of products and technological processes of their processing with use of a technique of through designing.

Подготовка квалифицированного инженера требует не только изучения теории, современных технологий и оборудования, но и проведения самостоя тельных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ с ис пользованием современных информационных технологий. Именно самостоя тельная творческая работа стимулирует интерес студентов к будущей про фессии и позволяет выработать такие личностные качества, которые будут способствовать успеху в профессиональной деятельности. Особенно это ак туально для технических специалистов. Студенты, понимающие смысл своей специальности, осознающие ее значение и имеющие интерес к ней, подкреп ленный практическим опытом работы, с большей вероятностью придут на производство по окончании учебного заведения. Это является одним из ос новных условий инновационного развития отечественной промышленности.

Стимулированию творческого начала необходимо уделять серьезное внимание во всех составляющих учебного процесса, обращая особое внима ние на формирование мотивации к профессиональному самосовершенство ванию, получение прочных и актуальных знаний и практических навыков, как в своей предметной области, так и в области информационных техноло гий. Использование в учебном процессе современных автоматизированных систем уже само по себе является стимулирующим фактором профессио нального самосовершенствования. Однако для получения должного эффекта недостаточно простого изучения их возможностей и выполнения типовых за даний. Необходимо изучать эти возможности на примерах реальных практи ческих работ.

НОТВ- Новые образовательные технологии в вузе Для решения данной задачи рамки стандартного учебного процесса яв ляются узкими, недостаточными для проявления высокой степени самостоя тельности и реализации творческого потенциала студентов. Значительную часть работы по стимулированию творческого начала приходится переносить на внеучебное время. Организационными формами такой работы могут быть студенческие конструкторские бюро (КБ) или творческие коллективы, созда ваемые для решения конкретной научно-технической проблемы.

В машиностроительной промышленности ведущей тенденцией автома тизации проектно-производственной деятельности является внедрение сквоз ных технологий проектирования (CALS-технологий), суть которых заключа ется в формировании единой информационной среды в рамках предприятия или холдинга. Все данные об изделиях, процессах и ресурсах хранятся и об ращаются между подразделениями и сотрудниками в этой среде в электрон ном виде. Это позволяет избежать дублирования информации, несанкциони рованного изменения проектных данных, использования неактуальной ин формации, что в конечном итоге ведет к значительному сокращению трудо вых, временных и финансовых затрат. В использовании сквозных технологий проектирования заложен огромный потенциал повышения производитель ность труда и качества продукции при одновременном сокращении сроков разработки новых изделий.

Исходя из этого на кафедре «Технология машиностроения» Коломен ского института (филиала) Московского государственного открытого уни верситета организовано студенческое мини-КБ для дополнительного углуб ленного изучения современных методов автоматизированного проектирова ния. Опыт его работы показал, что лучшим способом стимулирования по требности профессионального самосовершенствования у студентов является самостоятельная реализация проектов от эскиза до готового изделия.

Для работы КБ необходимо наличие соответствующих методических, организационных и материально-технических предпосылок:

апробированной методики изучения технологий сквозного проектиро вания и наличия реальных проектов, реализовать которые можно в те чение одного или двух учебных семестров;

достаточного количества лицензий CAD/CAM/CAPP/CAE-системы;

станочного оборудования с числовым программным управлением.

Основой методического обеспечения работы КБ является опыт подго товки инженеров по специализации «САПР технологических процессов»

(САПР ТП) в рамках специальности 151001 «Технология машиностроения»

[2]. Знакомство с технологиями сквозного проектирования начинается с рас смотрения методологических вопросов создания и эксплуатации систем ав томатизированного проектирования технологических процессов на уровне математического, лингвистического, программного и методического обеспе чений в процессе изучения дисциплины «САПР ТП».

Затем в дисциплине «САПР режущего инструмента и технологической оснастки» рассматривается математический аппарат и программное обеспе чение расчета, конструирования и изготовления режущего инструмента и Секция технологической оснастки. Основное внимание при этом уделяется разработ ке проектных модулей по выбору и расчету конструктивных элементов ре жущих и вспомогательных инструментов, а также их интеграции с исполь зуемой CAD-системой, что, по сути, означает расширение ее функциональ ности.

Дисциплина «Высокоинтегрированные технологии в металлообработке (САD/САМ/САЕ–технологии)», методически завершая цикл дисциплин спе циализации, рассматривает теоретические, организационные и практические аспекты внедрения и эксплуатации автоматизированных систем сквозного проектирования.

В компьютерных классах института установлено достаточное количе ство лицензий отечественной САПР T-FLEX [3] – базового программного обеспечения для изучения технологий сквозного проектирования. Выбор системы T-FLEX обусловлен, прежде всего, ее комплексным характером. В составе системы имеются модули параметрического и универсального проек тирования, 2D-черчения, инженерного анализа, разработки и верификации управляющих программ для станков с ЧПУ, проектирования технологиче ских процессов, управления документооборотом, а также API-интерфейс для разработки проблемно ориентированных приложений. Все модули системы T-FLEX функционируют на единой программно-информационной платфор ме.

Для работы студентов во внеучебное время созданы две специальные лаборатории: информационных технологий проектирования и САПР ЧПУ.

Станочный парк института достаточно обширен и включает в себя обо рудование для выполнения всех основных операций обработки деталей реза нием. Последним приобретением является фрезерно-гравировальный станок с ЧПУ EGX-300 – профессиональный станок для 2D/3D обработки заготовок.

Таким образом, для функционирования студенческого КБ созданы все необходимые условия.

В зависимости от творческих предпочтений студентов в качестве зада ния на проектирование предлагается один из двух общих вариантов:

разработать математическую модель изделия, выполнить необходимые процедуры моделирования и инженерного анализа, спроектировать ТП изготовления отдельных деталей и сборки изделия, включая управ ляющие программы для станков с ЧПУ и в конечном итоге изготовить изделие;

выполнить постановку задачи, разработать и отладить программный модуль расчета и моделирования режущего инструмента, технологиче ской оснастки или типовых деталей и интегрировать его в состав сис темы T-FLEX.

В качестве примера рассмотрим проект пульсирующего воздушно реактивного двигателя для авиамоделирования, выполненный творческой группой из двух студентов пятого курса (рис. 1). Реализация проекта потре бовала комплексного решения следующих задач:

НОТВ- Новые образовательные технологии в вузе проектирование 3D моделей всех деталей двигателя в системе T-FLEX CAD 3D;

моделирование операции сборки изделия, в ходе которой выявляются и корректируются возможные ошибки;

выполнение теплового анализа в системе T-FLEX Анализ;

разработка управляющих программ для станков с ЧПУ в системе T FLEX ЧПУ и их верификация в системе T-FLEX NC Tracer;

изготовление деталей и сборка двигателя.

Рис. 1. Модель пульсирующего воздушно-реактивного двигателя Примером задания второго вида является разработка встроенного в систему T-FLEX модуля параметрического проектирования концевых фрез с использованием API-интерфейса (рис. 2). Практика работы в КБ показывает, что большое количество студентов-технологов интересуются программиро ванием и стремятся получить практические навыки в этой области. Это, без условно, будет способствовать их профессиональной деятельности. Про граммирование способствует выработке у студентов таких важных для лю бой технической специальности качеств, как способность к логическому мышлению, четкости и строгости построения умозаключений;

умение разби вать поставленную задачу на части, а затем соединять их в единое целое;

умение рационально планировать свои действия по последовательному дви жению к цели в соответствии с разработанным планом.

Дополнительным стимулирующим фактором работы в КБ является возможность участия со своими разработками в различных конкурсах и на учно-технических конференциях. На рис. 3 показана модель водяного насоса, занявшая третье место во всероссийском конкурсе «Зачет 2008», проводимом разработчиками системы T-FLEX.

Таким образом, самостоятельная работа студентов над реальными про ектами от постановки задачи и эскизного проектирования до получения гото вого изделия или программного модуля формирует не только совокупность умений и навыков, но и профессионально важные качества современного технического специалиста.

Секция Рис. 2. Встроенный модуль проектирования концевых фрез Рис. 3. Модель водяного насоса БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК:

1. Бунаков, П.Ю. Внедрение технологий сквозного проектирования и из готовления в учебный процесс подготовки инженеров-технологов / Бу наков П.Ю., Широких Э.В. // Новые образовательные технологии в ву зе: сборник материалов шестой международной научно-методической конференции, 2 – 5 февраля 2009 года. В 2-х частях. Часть 2. Екатерин бург: ГОУ ВПО «УГТУ – УПИ», 2009. 386 с. – с. 48-52.

2. Бунаков, П.Ю. Применение высокоинтегрированных автоматизирован ных систем в специализации САПР технологических процессов / П.Ю.

Бунаков, Э.В. Широких / Информационные средства и технологии: тр.

XVI междунар. науч.-техн. конф. 21-23 октября 2008 г., в 3-х томах. Т. М.: МЭИ. – с. 62-70.

3. Бунаков, П.Ю. Сквозное проектирование в T-FLEX – М.: ДМК Пресс, 2009. – 400 с., ил.

НОТВ- Новые образовательные технологии в вузе Волкова А.А., Якшина Н.В., Привалов М.А., Яцюк И.С.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИСКУССТВЕННЫХ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧ, СВЯЗАННЫХ С ПРОГНОЗИРОВАНИЕМ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ТРАВМАТИЗМА THE APPLICATION OF ARTIFICIAL NEURAL NETWORKS ON THE EDUCATIONAL PROCESS FOR INJUTY FORECAST ipml@ mail.ustu.ru ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина»

г. Екатеринбург В статье рассмотрена возможность применения метода нейросете вого моделирования в целях прогнозирования задач, связанных с прогнозиро ванием производственного травматизма. В рамках учебно исселедовательской работы со студентами на кафедре БЖД разработана лабораторная работа, с использованием метода нейросетевого моделирова ния для прогнозирования производственного травматизма.

This review considers the application of artificial neural networks (ANN) to injury forecast. Use of ANN potential to forecast complex systems and processes behavior has been examined. ANN model to solve tasks connected with injury fore cast has been developed. Model testing was being carried out in a laboratory work format on the course «Systemic analysis and process modeling in techno sphere»

for students studying on the course «Personal and social safety in techno sphere».

В настоящее время в практике прогнозирования сложных нелинейных взаимоотношений все большее распространение получают искусственные нейронные сети (ИНС).

К числу таких вопросов относятся и задачи, связанные с прогнозирова нием производственного травматизма. При решении данных проблем, обыч но используются такие методы как анализ динамических рядов, регрессион ный и корреляционный анализ и др.

Однако традиционные методы имеют ряд ограничений: они требуют знания законов распределения случайных величин, кроме того, не всегда имеется возможность учесть все значимые факторы и оценить их влияние.

К достоинствам методов нейросетевого моделирования относится то, что при их использовании не требуется выявление законов распределения анализируемых величин, они могут учитывать большое количество факторов с оценкой значимости.

На кафедре БЖД разработан алгоритм решения задач прогнозирования динамики производственного травматизма с использованием ИНС. В этой работе активное участие принимали студенты кафедры в рамках УИРС.

На основе данного алгоритма создана лабораторная работа для студен тов специальности «Безопасность жизнедеятельности в техносфере».

В ходе выполнения работы осуществляется прогнозирование динамики изменения производственного травматизма, а также исследуется влияние Секция различных факторов на показатели производственного травматизма. В каче стве программного обеспечения выбран программный пакет NEURO PRO.

Один из вариантов заданий предполагает оценку динамики изменения коэффициента частоты производственного травматизма (КЧ) в зависимости от таких факторов, как среднесписочная численность работающих (ССЧР) и объем производства.

На рисунке показано соотношение реального КЧ и прогнозируемого Neuro Pro.

Значение Кч 1, 0, 0, 0, 0, 1998 2000 2002 2004 2006 2008 Годы Y(Кч) Прогноз сети Рис. 1. Соотношение реального Кч и прогнозируемого Neuro Pro Из графика следует, что прогнозируемый нейронными сетями коэффи циент частоты несчастных случаев близок к реальной динамике. Задавая раз личные значения входных сигналов, можно получать достаточно достовер ный прогноз состояния интересующего нас показателя.

В таблице приведены уровни значимости входных сигналов по отно шению к выходному сигналу для данного примера (табл. 1).

Таблица 1. Значимость входных сигналов Значимость входного сиг Входной сигнал нала ССЧР 0, затраты на охрану труда (ОТ), руб. 0, затраты на ОТ (на 1 работающего), 1, руб.

объем производства, млн. руб. 0, Из таблицы следует, что наиболее значимым для нейронной сети сиг налом в данном случае являются затраты на охрану труда (на одного рабо тающего).

Таким образом, при выполнении данной лабораторной работы студенты по лучают возможность проведения оценки производственного травматизма с помощью нового метода нейросетевого моделирования, а также сравнить НОТВ- Новые образовательные технологии в вузе данные результаты с результатами, полученными с помощью традиционных методов.

Гетманова Е.Е.

Getmanova E.E.

ИНТЕРАКТИВНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ВОЛНОВЫХ ЯВЛЕНИЙ INTERACTIVE LEARNING OF WAVES PHENOMENA elge@mail.ru Белгородский государственный технологический университет г. Белгород Представлена интерактивная компьютерная лекция по волновой при роде света, созданная на основе Flash технологий. Лекция позволяет понять явление дифракции, интерференции, освоить вычисление основных физиче ских величин. Может использоваться на лекционных и практических заня тиях, а также при самостоятельной работе.

Lecture explained the wave nature of the light base by Flash technology is considered. More clear understanding phenomena of diffraction, interference and skills of calculating of physics values can be reached by using that lecture. De scribed presentation can be used at lectures, practice lessons and self preparing of students.

Одной из основных задач современного общества является повышение качества образования. Необходимо сделать образование более интересным, запоминающимся и понятным. Современная система образования должна быть нацелена на передачу научных знаний и формирование образованных специалистов, работа которых будет связана с решением инженерных, про изводственных, экономических задач. В связи с меняющимися условиями труда необходимо выпускать специалистов, обладающих высокой квалифи кацией, разносторонней подготовкой, которая позволит работникам осваи вать различные профессии на протяжении трудовой деятельности. Необхо димо также создавать условия, при которых работники достаточно быстро и эффективно смогут осваивать базовые знания в новой специальности. Для этого следует интенсифицировать процесс обучения.

Решить проблемы интенсификации в образовании можно и нужно с помощью компьютерных технологий. Компьютерные технологии должны стать неотъемлемой частью системы обучения. Они должны использоваться как для визуализации учебного материала, так и для обучения моделирова нию физических процессов и явлений. Подобный подход в образовании спо собствует созданию информационного общества.

Изучение физики с использованием мультимедийных компьютерных средств [1,2] повышает объем восприятия, усиливает внимание, активизирует мыслительную деятельность путем вовлечения образной сферы человека в процесс обучения.

Анимационные модели физических явлений, создаваемые с помощью графических пакетов, являются важным средством обучения. Моделирование Секция в графических и математических пакетах развивает модельный стиль мыш ления. Использование компьютеров позволяет сопровождать модельный экс перимент визуальной интерпретацией связей между параметрами исследуе мой модели в виде графиков, компьютерной графической модели и т.д. Та ким образом, можно исследовать физическое явление в случае, когда прове дение натурного эксперимента затруднено.

В работе продемонстрировано использование математического и гра фического пакетов при изложении лекции по оптике. Описанные анимацион ные фильмы созданы на основе Flash технологий и демонстрировались на эк ране при чтении лекций и проведении практических занятий.

Изучение оптики начинается с рассмотрения опыта Юнга, и демонст рации анимационного фильма, в котором показаны две щели, которые распо ложены перпендикулярно плоскости экрана. После введения значения длины волны, расстояния между источниками и показателя преломления среды, преподаватель нажимает кнопку и появляется интерференционная картина (рис.1). Расходящиеся волновые фронты имитируют волновое движение из источников. Вводится точка на экране, в которой требуется определить раз ность фаз между двумя волнами. Преподаватель меняет расстояние между отверстиями, длину волны, показатель преломления, поясняет влияние каж дого параметра на результат интерференции, и слушатели понимают явление, поскольку запоминают его зрительно.



Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 14 |
 





 
© 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.