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

Научная работа – неотъемлемая составляющая образовательной программы всех ступеней высшего профессионального образования.

Различные элементы и виды научно-исследовательской деятельности широко используются в учебном процессе кафедры Финансов и бухгалтерского учета Института экономики и управления РГППУ, в том числе научные кружки по направлениям.

Студенческий научный кружок по бухгалтерскому учету объединил любознательных студентов разных специальностей: «Экономика и управление на предприятии», «Хозяйственно-правовая деятельность», и «Предпринимательская деятельность».

Деятельность кружка заключается в исследовании теоретикометодических аспектов бухгалтерского учета и решении следующих задач:

формирование компетенций – комплекса свойств личности, обеспечивающих достаточный уровень самоорганизации личности для самостоятельного осуществления профессиональной деятельности;

раскрытие интересов и склонностей студентов к научноисследовательской деятельности;

воспитание активной гражданской позиции и духовной культуры.

В работе студенческого научного кружка используются различные формы:

написание рефератов по вопросам теории бухгалтерского учета;

круглые столы по проблемам унификации учетного процесса;

участие в межвузовских олимпиадах по финансовому учету;

проведение деловых игр по развитию познавательных интересов и творческих способностей с использованием компьютерных технологий;

проведение выставки творческих этюдов «Мир глазами бухгалтера»;

конкурсы стенных экономических газет.

Так в апреле 2008 года силами студентов учебной группы ПД-405 был проведен круглый стол по проблеме «Унификации учетной работы на планете земля». В работе круглого стола приняли участие ведущие «Предпринимательская деятельность». Цель круглого стола – обсуждение особенностей организации бухгалтерского учета, финансовой системы в зарубежных странах, чтобы многие различия систем учета не представлялись студентам неразрешимыми проблемами. Рассматривались следующие темы:

Международная федерация бухгалтеров, ее назначение, цели.

Международные модели бухгалтерского учета – бухгалтерский учет Европы.

Бухгалтерский учет в США, его отличие от европейского учета.

Международные стандарты финансовой отчетности.

Институт профессиональных бухгалтеров России, особенности, перспективы развития.

Все доклады студентов сопровождались презентациями, выполненными в формате PowerPoint. В предложенных демонстрационных роликах докладчики старались обратить внимание на самые важные стороны исследуемой проблемы.

Деморолики представляли собой несколько видеофрагментов, включающих в себя текст и, там где это необходимо, схемы и слайды со Новые образовательные технологии в вузе – звуковым сопровождением. Схемы выполнены с применением анимации, они строились на экране постепенно, и это способствовало лучшему восприятию материала. Опыт проведения презентации по итогам научноисследовательской работы студентов показывает, что данная форма круглых столов по теоретическим темам способствует повышению у студентов мотивации к научной деятельности.

В мае 2008 года была проведена деловая игра «Конференция по защите бухгалтерской отчетности», в которой приняли участие студенты III курса группы ЭУМ-313 специальности «Экономика и управление на предприятии».

В процессе деловой игры были подведены итоги по исследованию практических аспектов бухгалтерского учета, с помощью созданной игровой модели производственного совещания. При защите отчетности условного предприятия студенты использовали демонстрационные ролики в формате PowerPoint, которые содержали следующий материал: таблицы по анализу бухгалтерской отчетности, графики изменений основных техникоэкономических показателей работы предприятия, диаграммы структуры себестоимости выпускаемой продукции предприятия, схемы организационных структур управления предприятием в целом и отдельными подразделениями в частности – бухгалтерией, отделом внутреннего контроля.

В игре предусматривался самый разнообразный набор приемов:

анкетирование, тестирование по результатам исследования нормативных документов, ролевая игра, блицтурнир – проверка знаний алгоритма последовательности работы по составлению бухгалтерской отчетности и ее анализу. Задания в форме игр потребовали от обучающихся творческой деятельности, способствовали повышению уровня культуры, накоплению новых знаний, и содействовали усилению интереса к экономическим дисциплинам. Таким образом, результаты правильно организованной научноисследовательской работы студентов подтверждают одно из фундаментальных положений современной педагогики о том, что в процессе своего развития личность является не только объектом воспитательных воздействий, но и активным субъектом работы над собой, что её можно развивать и формировать только путем включения в разнообразные виды деятельности. Овладение в процессе обучения методами и формами научного мышления будет способствовать становлению специалиста высшей категории.

1. Гадельшина О.И. Практикум по бухгалтерскому учету: учеб. Пособие / О.И. Гадельшина. Екатеринбург: Изд-во ГОУ ВПО «Рос. гос. проф.пед. ун-т», 2007. 157 с.

2. Деловые игры и ситуации по бухгалтерскому (финансовому) учету:

Учебное пособие / Г.Н. Бургонова, К.В. Гульпенко, Н.А. Каморджанова и др.; Под ред. Н.А. Каморджанова. – М.: Финансы и статистика, 2002.

';

Галкин М.Г., Кугаевский С.С., Фоминых С.И.

КОНЦЕПЦИЯ МНОГОУРОВНЕВОЙ ПОДГОТОВКИ ИНЖЕНЕРОВ ТЕХНОЛОГОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СОВРЕМЕННЫХ

КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

ГОУ ВПО "УГТУ-УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина" г. Екатеринбург Основной целью при подготовке инженеров технологов в условиях многоуровневого образовательного процесса является широкое внедрение в образовательную среду цельных алгоритмов создания технических объектов на всех стадиях проектирования. Эта задача может быть решена через создание общего информационного пространства, объединяющего все этапы разработки конструкторско-технологических документов в ходе учебного процесса и использования для моделирования этой среды совместно со специализированными пакетами, программных продуктов общего назначения, как наиболее доступных на рынке программного обеспечения.

Основной проблемой при решении этой задачи является создание эффективного механизма взаимодействия применяемых пакетов, например, через систему встроенных языков программирования, таких как VBA, Autolisp и др.

В соответствие с новым «вызовами времени», связанными прежде всего с изменяющимися потребностями рынка труда, изменением роли научных исследований, повышением значимости обучения в течение всей жизни и формировании человеческого капитала значительную роль имеет обеспечение качества образования и формирование компетентности будущих специалистов.

В частности, в области конструкторско-технологической подготовки будущих бакалавров на первой стадии образовательного цикла важно ориентировать процесс обучения на частичную замену традиционных методов расчета и моделирования в процессе выполнения курсовых и квалификационных работ на методы, опирающиеся на широкое использование современных информационных технологий. В настоящее время для решения различных теоретических задач современного производства на рынке программного обеспечения достаточно широко представлены прикладные пакеты общего назначения, позволяющие освоить агоритм проектирования за счет применения унифицированных решений и повысить тем самым качество проектирования. Это такие продукты, как AutoCad, Solid Works, Adem, AutoDesk Inventor, Компас 3D, MS Office… Для их эффективного использования в рамках теоретической подготовки будущих специалистов необходимо решать следующие задачи.

Первая задача направлена на реализацию процесса сквозного проектирования технического объекта, позволяющая охватить охватить полный цикл документооборота от решения вопросов моделирования и Новые образовательные технологии в вузе – оформления геометрической модели до последующей реализации этапа технологической подготовки производства. В этом контексте можно рассматривать разработку различных видов типовых проектных решений на примере проектирования различных механических передач. В ходе разработки проектных процедур целесообразно применять электронные двумерные модели, которые позволяют получить достаточно полное представление о элементах механического привода без их трехмерной визуализации.

В качестве модели процесса проектирования может быть принят алгоритм в виде следующего ориентированного графа.

Общая модель проектирования двухмерного технологического объекта Вершина 1 представляет создание мысленного образа будущего объекта.

Вершина 2 решает задачи компоновки узла, используя различные модели проектных расчетов. Рационально решать этот круг вопросов в программирования.

Вершина 3 описывает модель создания 2D сборки, образующуюся из параметризованных объектов, создаваемых в вершине 2. Для выполнения сборочных операций можно использовать графическую систему AutoCad с встроенной средой программирования AutoLisp. Для организации взаимодействия вершин 2 и 3 рационально использовать промежуточные текстовые файлы для транспортировки числовых моделей из расчетной информационной среды в среду геометрического моделирования. Для этой цели предназначена вершина 2-3.

На следующем шаге геометрические модели, образующие сборочный узел, и создающиеся в различных информационных слоях графической системы, передаются в вершину 4, где происходит оформление рабочих чертежей. Далее рабочие чертежи в качестве входного информационного массива поступают на этап технологической подготовки производства. Для этого используется модуль, представленный на графе вершиной 6. В нем реализуется механизм синтеза технологического процесса механической обработки.

Для реализации данной проектной процедуры рационально использовать технологический пакет, образующий единое информационное пространство с CAD-модулем. В частности, если в качестве графического пакета используется AutoCad, то технологическое моделирование можно осуществлять в системе Techcard, входящем в качестве самостоятельного модуля в САПР»Интермех».

В вершине 5 выполняется блок проверочных расчетов геометрических моделей с последующей реализацией итерационного процесса проектирования для последовательного уточнения параметров проектируемой конструкции. Этот вид расчетов можно выполнить в среде MS Office. Для передачи числового массива из графической системы в расчетную используется вершина 4-5 в виде промежуточного текстового файла.

В вершине 7 осуществляется процесс заполнения технологических доку-ментов, информационными массивами из вершины 6, для последующей передачи на этап создания управляющих программ для оборудования с ЧПУ.

Этот механизм реализуется в едином технологическом модуле Techcard или при использовании объектной модели MS Office.

Второй задачей в многоуровневом образовательном цикле является изучение промышленных САПР. В ходе обучения рассматривается цикл проектирования, включающий создание 3х-мерных моделей, оформление чертежей и расчет управляющих программ (УП) для отдельных технологических операций применительно к существующей производственной среде.

Такой подход должен формировать у студентов правильное представление о последовательности проектирования в производственных условиях, когда необходимо обязательно вначале иметь объемную пространственную модель и уже на ее базе создавать управляющие программы. К сожалению еще не на всех отечественных предприятиях такая цепочка приняла статус безусловной и обязательной стратегии. Технологи – программисты, разрабатывая управляющие программы, создают собственные электронные модели, по которым рассчитывают траекторию движения инструмента. Такие сиюминутные преимущества, как правило, приводят к тому, что после получения извещения на изменение конструкции детали вся ранее разработанная система файлов становится непригодной для проектирования. Очень трудно бывает отследить достоверность проведения изменений во всех документах и управляющих программах. Разработанная в компьютерном виде технологическая база данных обрастает ворохом инструкций о порядке изменений, которые отслеживаются уже в различных Новые образовательные технологии в вузе – интегрированная система управления документооборотом (PDM – система), то все затраты на ее создание обречены на неудачу.

Тезис о том, что 3-х - мерная модель должна лежать в начале проектирования технологии изготовления детали – это только одна сторона вопроса. Создавая объемную электронную модель, студенты имеют возможность познакомиться с работой в CAE-системах, т.е. системах инженерного анализа, работающих на основе метода конечных элементов.

Уже многие предприятия и конструкторские бюро приняли на вооружение CAE-системы для исследования различных свойств создаваемого изделия на основании электронной модели. Таким образом производятся расчеты прочности, вибрационной устойчивости, гидро- и аэро- динамических свойств, возможности получения литой заготовки и т.д.

Для обучения студентов работе с компьютерными пакетами конструкторского и технологического проектирования уже применительно к производственным условиям предлагаются следующие программные продукты:

Solid Works и КОМПАС 3D – для объемного моделирования;

ADEM – для работы с 2D – объектами;

ADEM TDM – для проектирования технологического маршрута и создания технологических карт;

ADEM CAM – для расчета управляющих программ.

Очевидно, что выбор среды проектирования для конкретных производственных условий предприятия является его прерогативой, но почти все современные программные продукты, наследующие интерфейс рассматриваемых систем, позволяют сохранять выходные данные в любых наиболее распространенных форматах. Это обстоятельство позволяет использовать известный принцип»best in class»для программ лучших в классе, или наиболее подходящих к конкретным производственным условиям. Наиболее эффективным, по-видимому, следует считать применение одной «тяжелой», т.е. полноинтегрированной системы для всего предприятия и различных систем проектирования для решения локальных задач в подразделениях. Вопросы же обеспечения качества передачи данных из формата в формат должны решаться в данном случае специалистами каждого конкретного предприятия.

Очевидно, что выбор проектных пакетов для широкого использования в завершающей фазе учебного процесса обусловлен, в первую очередь, их доступностью и наличием достаточной методической базы для изучения.

Попадая на предприятия, наши выпускники, имея навыки работы в перечисленных выше пакетах, легко адаптируются к существующей производственной среде проектирования (например – пакеты Pro-Engineer, Unigraphics, Power Solution, Simatron и др.).

Предлагаемая методология дает представление о цельной картине создания технического проекта и способствует актуализации знаний по информатике и другим дисциплинам из смежных учебных курсов.

Гетманова Е.Е.

ИНТЕРАКТИВНЫЙ УЧЕБНИК ПО ФИЗИКЕ

[email protected] Белгородский технологический университет им.В.Г.Шухова г. Белгород, Белоруссия Представлен интерактивный компьютерный учебник по физике, созданный на основе Flash технологий. Учебник позволяет освоить законы динамики, проверить навыки в вычислении физических величин. Может использоваться на лекционных, практических занятиях, а также в самостоятельной работе Interactive computer manual creating by Flash technology is considered.

Students study physics phenomena, check understanding of physics laws by using that manual. Interactive Flash films are used at lectures, practices and for solving problems.

В настоящее время техническому и профессиональному образованию придается большое значение, так как оно определяет научно-технический прогресс и требует непрерывного совершенствования в меняющихся экономических условиях Применение информационных технологий активизирует процесс изучения дисциплины студентами, облегчает и ускоряет усвоение нового материала, повышает качество обучения и углубляет знания студентов.

Обучающие системы, созданные с использованием компьютерных технологий, призваны заинтересовать учащихся, разбудить их творческую активность, облегчить труд преподавателя [1,2].

Интерактивное моделирование (симуляция) физических явлений является весьма эффективным методом изучения физики. Во-первых, такой метод изложения требуется меньше времени для демонстрации явления, чем традиционно представляемый демонстрационный материал. Во-вторых, при компьютерном моделировании достигается соответствие физического явления математической модели, которой он описывается. К примеру, тело, брошенное под углом к горизонту, летит именно по параболе, что и демонстрируется на экране, тела равной массы при соответствующих условиях разлетаются под прямым углом и т.д. При натурных экспериментах подобные эффекты не всегда очевидны, а поэтому и не фиксируются в создании учащихся.

В работе представляется интерактивный учебник для изучения физики (раздел динамика), созданный с помощью Flash технологий.

Работа по исследованию движения тел под действием суммы сил, как часть учебного пособия по динамике, созданного с помощью Flash технологий, представлена на рис.1. Исследуется движение тела под действием трех сил, которые имеют различные модули и направления. Силы задаются и вводятся пользователем. После нажатия соответствующей кнопки силы появляются на экране, как векторы заданных направлений, амплитуды Новые образовательные технологии в вузе – сил пропорциональны длинам векторов (рис.1). Векторы, соответствующие разным силам, имеют разный цвет.

Поскольку работа носит не только иллюстративный, но и интерактивный, игровой характер, далее предлагается ввести координаты целевого объекта, с которым будет взаимодействовать движущееся под действием сил тело. Целевой объект нужно расположить по направлению действия результирующей силы. При этом учащиеся самостоятельно должны определить, где следует поместить целевой объект, чтобы произошло столкновение. Поскольку взаимодействие происходит по направлению действия результирующей силы, необходимо найти ее модуль и направление.

Учащиеся выполняют это самостоятельно. После нажатия соответствующей кнопки на экране появляется результирующий вектор силы, который определяется как Направление вектора результирующей силы определяет правильность расположения целевого объекта.

После введения величины массы тела, последнее начинается двигаться с ускорением (под действием результирующей силы) и при столкновении с целевым объектом разбивает его.

Изучение закона сохранения импульса демонстрируется фильмом, который показывает неупругое соударение двух шаров. Пользователь вводит скорости и массы шаров, затем запускает анимацию, шары начинают движение, и сталкиваются. На экране выводится значение скорости тел после взаимодействия. Ось х позволяет устанавливать требуемый знак модуля скорости. Учащийся может проверить свои знания и вычислить результирующую скорость до получения ее значения на экране.

Следующий Flash фильм переводит знания в «практическую» область и демонстрирует мальчика, который вначале бежит, а затем прыгает на движущуюся тележку (рис.2). Анимация запускается после введения соответствующих значений массы и скорости мальчика и тележки. На экран выводится значение результирующей скорости объектов.

Далее демонстрируется неупругое взаимодействие тел, которые двигаются под углом друг к другу. Первое тело всегда находится в точке 250, 0, а второе тело располагается произвольным образом. Пользователь должен ввести компоненты скоростей первого и второго тела, а также массы тел, таким образом, чтобы произошло их столкновение.

Упругие столкновения объектов изучают как в лабораторной системе, так и в системе центра масс. Пользователи вводят прицельный параметр, скорости и массы взаимодействующих объектов. После нажатия кнопки вначале фиксируется положение объектов, а затем запускается анимация.

При выполнении данной работы учащиеся рассматриваются случаи центрального и нецентрального ударов тел одинаковой массы. Убеждаются, что в случае, если одно из тел до взаимодействия находится в состоянии покоя, то разлет тел для нецентрального удара происходит под прямым углом. Изучается взаимодействие тел для случая, когда массы существенно отличаются и т.д. Величины углов разлета в лабораторной системе и скорости тел после взаимодействия выводятся на экран.

Представленные Flash фильмы являются хорошей основой для изучения физического явления при самостоятельной работе.

Изложенный подход в изучении физики имеет ряд преимуществ по сравнению с обычным методом объяснения материала. Во-первых, наглядность, что позволяет быстро осваивать материал, во-вторых, возможность работать самостоятельно, что соответствует европейским стандартам образования, где 60% материала студенты должны осваивать самостоятельно.

Использование мультимедийных технологий способствует повышению объема восприятия, усилению внимания, развитию памяти и интеллекта, активизации мыслительной деятельности путем вовлечения образной сферы человека в процесс обучения.

Новые образовательные технологии в вузе – Следует отметить также красивую компьютерную Flash графику, позволяющую создавать анимационные заливки и тексты, что способствует лучшему восприятию, делает интерфейс более привлекательным и тем самым лучше запоминающимся по сравнению с другими пакетами.

Подобные Flash фильмы напоминают учащимся скорее компьютерные игры, чем «сухой» урок физики и привлекают возможностью создать компьютерную игру, но только с использованием физических законов.

Описанные интерактивные фильмы использовались при объяснении соответствующего материала студентам Белгородского государственного технологического университета им.В.Г.Шухова и показали свою эффективность.

Предложенный интерактивный учебник может использоваться на уроках при объяснении материала, при решении задач, при самостоятельной работе учащихся, а также в дистанционном и продолженном образовании.

1. Е.Е.Гетманова „Использование физических законов для моделирования реалистичного движения”, Образование и виртуальность 2006, вып.10, Харьков.

2. Е.Е.Гетманова „Изучение физики при создании компьютерных игр”, Теорія и методика изучения математики, физики, информатики.

Сборник научных работ, вып.У1, том 2, Кривой Рог, 2006, Кривой Рог.

Гольдштейн С.Л., Никифоров Д.А.

ИНТЕРФЕЙС ВЕБ-СИП НА ОСНОВЕ ТЕЗАУРУСНЫХ ОНТОЛОГИЙ В

УЧЕБНО-НАУЧНОЙ РАБОТЕ КАФЕДРЫ ВТ

[email protected] ГОУ ВПО "УГТУ-УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина" г. Екатеринбург В статье рассмотрен интерфейс корпоративной информационной системы на основе веб-технологий и системного интеллектуального подсказчика в учебно-научной работе кафедры вычислительной техники УГТУ-УПИ на примере компенсации пропущенных студентом аудиторных занятий.

This article reviews an interface of a web-based corporative information system and system intellectual prompter in an educational process of computer engineering department. To illustrate this technology was given an example of classes compensation missed by students.

1. Актуальность и постановка задачи Понимая под Вебом корпоративную информационную систему на основе веб-технологий [1,2] и под СИПом – системный интеллектуальный подсказчик [3-5], рассмотрим ситуации, в которых работа в рамках сложившейся образовательной концепции не приносит желаемых результатов, например, вынужденное отвлечение студентов от аудиторных занятий в пользу приработка. В работе предлагается компенсация за счёт применения Веб-СИПа с тезаурусными онтологиями.

2. Предпосылки, аналоги, прототип Исходная посылка: основные инструменты для работы с тезаурусными онтологиями (ТеОн) – Веб и системные интеллектуальные подсказчики (СИП) (рисунок 1).

Веб способен обеспечить «хорошую» инфоресурную базу для ТеОн (связь 1 на рисунке) и доставку информационных услуг на их основе большому количеству пользователей (связь 2). Недостатки Веба при работе с ТеОн – низкая интеллектуальность и проблемная ориентированность.

СИП эффективен при создании и развитии СЗ на основе ТеОн (связь 3) и при использовании последних для разрешения проблемных ситуаций (ПС) (связь 4). Недостатки СИП заключаются в их доступности лишь малому числу пользователей и маленькая инфоресурсной базе.

Прототипы корпоративной информационной системы на основе вебтехнологий (Веб-КИС) и СИП представлены на рисунке 2. Веб-КИС – это несколько веб-сайтов, объединённых порталом и включающих в себя автоматизированные рабочие места (АРМ). Пусть СИП тезаурусный иерархически-сетевой, четырёх-опционный, мультимедийный, гипертекстовый и содержит три подсистемы: систему знаний (СЗ), систему управления знаниями (СУЗ), систему протокольного сопровождения (СПС).

Рис. 2. Комплекс «Портал–Веб-сайт–АРМ–СИП»

3. Предлагаемое решение Предлагается интерфейс Веб-СИП, который позволяет устранить недостатки Веб-КИС (путем увеличения их интеллектуальности и проблемной ориентированности) и СИП (путём расширения их Новые образовательные технологии в вузе – инфоресурсной базы ресурсами Веба и увеличения числа их пользователей пользователями Веб).

Критерием достижения Веб-СИП целей функционирования будет улучшение следующих показателей 1) Веб-КИС: 1.1) эффективности навигации по информационным ресурсам (благодаря дополнительной возможности навигации по сайту с помощью СЗ СИП); 1.2) эффективности поиска информации (благодаря использованию при обработке поисковых запросов СЗ СИП); 1.3) качества информационных ресурсов (повышается структурированность наполнения веб-сайта) и 2) СИП: 2.1) эффективности создания и развития СЗ (ресурсы КИС или Интернета служат информационной базой для наполнения СЗ), 2.2) количества пользователей СИП (в роли эксперта или лица, принимающего решения, может выступить любой пользователь Интернет).

Веб-СИП содержит следующие подсистемы: 1 – пользовательский интерфейс, 2 – программный интерфейс, 1.1 – интерфейс обычных пользователей, 1.2 – интерфейс администраторов, 2.1 – интерфейс веб-сайта, 2.2 – интерфейс СИП, 1.1.1 – подсистема отображения содержимого, 1.1.2 – подсистема навигации по СЗ, 1.1.3 – подсистема поиска на основе СЗ СИП, 1.1.4 – подсистема маршрутизации по СЗ, 1.1.5 – подсистема оценки ситуации, 1.1.6 – подсистема управления состоянием СИП, 1.1.7 – подсистема персонализации и адаптации, 1.2.1 – подсистема работы с СЗ, 1.2.2 – подсистема аннотации содержимого, 1.2.3 – подсистема работы с протоколами, 2.1.1 – интерфейс содержимого веб-сайта, 2.1.2 – интерфейс логов сайта, 2.2.1 – интерфейс СЗ СИП, 2.2.2 – интерфейс СУЗ СИП, 2.2.3 – интерфейс СПС (рисунок 3).

Схема подсистемы оценки ситуации представлена на рисунке 4. Блок 1.1.5.1 – подсистема фиксации ситуации, 1.1.5.2 – подсистема анализа ситуации, 1.1.5.3 – подсистема визуализации ситуации. Подсистема оценки ситуации предназначена для повышения эффективности функционирования Веб-СИП за счёт ведения протокола работы пользователей с последним:

фиксации очерёдности выбираемых пользователем вершин, дуг, опций ТеОн, оценки в диалоговом или автоматическом режиме степени разрешённости ПС на каждом шаге, информирования пользователя о процессе разрешения ПС (с помощью ситуационных диаграмм или другим способом).

Интерфейс СУЗ СИП содержит подсистемы: 2.2.2.1 – интерфейс подсистемы поиска СИП, 2.2.2.2 – интерфейс подсистемы маршрутизации СИП, 2.2.2.3 – интерфейс подсистемы управления состоянием СИП (рисунок 5).

4. Пример Возникает конфликт [6,7] двух ролей студента: учащегося и работника.

Шаблон платёжной матрицы для оценки возможности компенсации аудиторных занятий с помощью Веб-СИП представлен в таблице 1.

где A = ;

A1 – низкое качество получаемых студентом знаний из-за отвлечения на приработок;

A2 – низкое качество работы студента из-за совмещения с аудиторными занятиями;

B1 – удовлетворительная компенсация аудиторных занятий с помощью ВебСИП;

B2 – высокое качество работы студента в удобное время;

C1 – высокое качество знаний, получаемых студентом на аудиторных занятиях;

C2 – низкая удовлетворённость студента своим материальным состоянием;

D1 – удовлетворительная компенсация аудиторных занятий с помощью ВебСИП;

D2 – низкая удовлетворённость студента своим материальным состоянием;

R1, R2, R3, R4 – матрицы связей.

Новые образовательные технологии в вузе –

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Никифоров Д.А. Структуризация прототипа технологии построения WEB-сайтов / Д.А. Никифоров, С.Л. Гольдштейн // Снежинск и наука – 2006. Трансфер технологий, инновации, современные проблемы атомной отрасли: Сборник тезисов Международной научнопрактической конференции. Снежинск: СГФТА, 2006.

Никифоров Д.А. Концептуальная модель портала / Д.А. Никифоров, С.Л. Гольдштейн // Информационно-математические технологии в экономике, технике и образовании: Сборник тезисов Международной научной конференции. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2006.

Гольдштейн С.Л. Разрешение проблемных ситуаций при поддержке систем, основанных на знаниях: учебное пособие / С.Л. Гольдштейн, А.Г. Кудрявцев. Екатеринбург: ИД «ПироговЪ», 2006. 218 с.

Ткаченко Т.Я. Инструментальная среда системотехнического обслуживания сложных объектов. / Т.Я. Ткаченко. Екатеринбург: ГОУ УГТУ-УПИ, 2002. 203 с.

Гольдштейн, С.Л. Развитие системы управления знаниями для разрешения ситуаций в бизнесе: монография / С.Л. Гольдштейн, О.Г. Инюшкина, В.М. Кормышев. Екатеринбург: ИД «ПироговЪ», Дружинин В.В. Введение в теорию конфликта / В.В. Дружинин, Д.С. Конторов, М.Д. Конторов. М.: Радио и связь, 1989. 288 с.

Теоретические основы системного анализа / под ред.

В.И. Новосельцева. М.: Майор, 2006. 592 с.

Гольдштейн С.Л., Печеркин С.С., Джмухадзе Е.С.

ОБ АЛГОРИТМАХ РАЗРАБОТКИ ОНТОЛОГИЙ И ОНТОЛОГИЧЕСКОМ

ПРОСТРАНСТВЕ

[email protected] ГОУ ВПО "УГТУ-УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина" г. Екатеринбург В статье представлен материал об алгоритмах разработки онтологий и онтологическом пространстве. Приведен компилятивный алгоритм работы с онтологиями на языке блок-схем, выбран и показан в виде алгоритма прототип техники разработки онтологии, предложены новый алгоритм и вариант онтологического пространства.

The article contains information about ontologies development algorithms and ontology space. General algorithm of work with ontologies by block diagram language and prototype of ontologies development technique algorithm are considered, new algorithm and version of ontology space are suggested.

Актуальность и постановка задачи Тезаурусы и онтологии, объединенные иногда одним термином ТЕОН, одно из наиболее современных и эффективных средств описания предметных областей знания [1-8]. В данной статье представлен пакет алгоритмов по работе с онтологиями и предложен вариант онтологического пространства для их реализации.

Осуществлен поиск информации в бумажных изданиях, Интернете и у экспертов. На основе этого представлен на языке блок-схем по ГОСТ 19. компилятивный алгоритм работы с онтологиями (рис.1), включающий в себя предопределенные процессы: поиска определений онтологии и знакомства с ними; отбора и анализа близких онтологий; использования/улучшения существующих онтологий либо разработки новой онтологии; ее настройки и использования. Каждый из предопределенных процессов детализирован, в результате получен пакет из 5 алгоритмов.

В качестве прототипа выбран алгоритм разработки онтологии, основанный на опыте Стэнфордского университета [8], представленный нами также на языке блок-схем. Прототип включает в себя оценку компетентности, определение масштаба и содержания новой онтологии, технику разработки онтологии и ее адаптацию к инструментальному средству. В результате детализации процессов получен пакет из алгоритмов. Алгоритм техники разработки онтологии не единственен (рис.2а).

Предложен алгоритм техники разработки онтологии (рис.2б).

Построение каркаса предполагает выбор онтологического пространства, способа его сопряжения с информационным кубом контента, разбиение перечня терминов онтологии на классы (уровни иерархии), декомпозицию Новые образовательные технологии в вузе – терминов по уровням иерархии и упорядочение терминов для каждого уровня декомпозиции. Работа с контентом заключается в анализе входящей информации с целью адресации в соответствующие элементы онтологии.

Сборка онтологии проводится путем наполнения опций элементов онтологии. Для простых элементов (вершины, дуги) вводятся четыре опции:

определение и концептуальные модели, источник информации, алгоритм деятельности и набор примеров. Для более сложных (дуплексы, треугольники и многоугольники) – возможен специфический набор опций.

Предусмотрен алгоритм оценки качества текста, текущего и требуемого, для каждой ячейки информационного куба.

Рис.1. Компилятивный алгоритм работы с онтологиями (1 - исходные данные: разработки онтологии [8] предметная область, списки: дисциплин, (1 - исходные данные: предметная обучаемых, обучающих, разработчиков, область, списки дисциплин, администраторов; 2 - начало цикла по обучаемых, обучающих, количеству дисциплин; 3 - начало цикла по разработчиков, вопросов количеству обучаемых; 4 - начало цикла по компетентности; 2 - определение количеству обучающих; 5 - начало цикла по классов онтологии; 3 - определение количеству разработчиков; 6 - начало цикла иерархии классов;

по количеству администраторов; 7 - поиск 4 - соответствует возникающая определений онтологий, знакомство с ними; иерархия руководящим 8 - отбор и анализ близких онтологий; принципам?; 5 - определение 9 - существующие онтологии удовлетворительны?; 10 - достаточно ли улучшения существующих онтологий?;

11 - улучшение существующих онтологий;

12 - разработка новой онтологии;

13 - настройка онтологии; 14 - использование онтологии; 15 - конец цикла по количеству администраторов; 16 - конец цикла по область, список терминов количеству разработчиков; 17 - конец цикла онтологии; 2 - построение каркаса по количеству обучающих; 18 - конец цикла онтологии; 3 - работа с контентом;

по количеству обучаемых; 19 - конец цикла 4 - сборка онтологии; 5 - результат, по количеству дисциплин; 20 - результат, отчетность, опыт).

отчетность, опыт).

Онтологическое пространство Для реализации предложенного алгоритма рассмотрен вариант онтологического пространства. Онтологическое пространство (ОП), как синоним “сборки” в терминологии системно-интеллектуального подсказчика [9], может быть представлен в виде кортежной двойки:

где К – “каркас”, Н – “начинка”/контент, R1 – матрица связи.

Например, для инварианта ОП в соответствии с рис.3, справедливо:

где R – радиус полусферического ОП, r – радиус уровневого среза, определяющий значимость/релевантность/близость к основному понятию – теневому стержню, – угол, определяющий высоту уровневого среза, уровневую площадь знаний, – угол, определяющий аспект/принадлежность/место на окружности напротив пользователя, P – качество знаний/оценка, R2 – матрица связи.

С каждой точкой ОП сопряжена информация в формализме:

где Ш – шаблон, Т – текстовое наполнение, R3 – матрица связи.

Новые образовательные технологии в вузе – Шаблон точки ОП – это информационный куб (рис.4):

где n1 – количество элементов в “фигуре”, n2 – количество опций, n3 – количество вариантов (полный текст/аннотация) текстового наполнения, R4 – матрица связи.

В ходе диалога ответ от онтологии может быть организован по правилу:

if PTijk>= P* then T0=Tijk else Continuation of surplus, где PTijk – качество текста в ячейке инфокуба, P* - требуемое качество, T0 – текст ответа.

колокол, конус и т.п..

Рис.3. Вариант онтологического пространства (близость к теневому стержню означает высокую значимость понятия; большое R – большой объем знаний, 0 / 2 - уровень знаний, 0 2 - позиционирование по Рис. 4. Шаблон инфокуба, помещенного в ОП (n11 – вершина, n12 – дуга, n13 – дуплекс, n14 – треугольник, n1n – сложная фигура; n21 – дефиниция/концептуальная модель, n22 – источник дефиниции, n23 – модель работы с понятием, n24 – примеры работы; n31 – полный текст, n32 –

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

О.И. Россеева, Ю.А. Загорулько. Организация эффективного поиска на основе онтологий. http://www.dialogru/Archive/2001/volume2/2_49.htm Л.В. Найханова. Основные аспекты построения онтологий верхнего уровня и предметной области.

http://window.edu.ru/window_catalog/files/r36717/portal3-24.pdf А.Ф. Тузовский. Онтолого-семантические модели в корпоративных системах управления знаниями.

Автореферат диссертации на соискание ученой степени д.т.н., Томск, 2007.

http://www.tpu.ru/files/nu/disser/tuzovskyaf.pdf С.В. Булгаков. Подход к построению мульти-агентной системы для проведения содержательного поиска во множестве информационных источников. http://www.ict.nsc.ru/ws/elpub2003/5988/ А.С. Нариньяни. Кентавр по имени ТЕОН: Тезаурус + Онтология.

http://www.artint.ru/articles/narin/teon.htm А.С. Нариньяни. ТЕОН-2: от тезауруса к онтологии и обратно.

http://www.dialog-21.ru/materials/archive.asp?id=7360&y=2002&vol= О.М. Овдей, Г.Ю. Проскудина. Обзор инструментов инженерии онтологий. http://www.impb.ru/~rcdl2004/cgi/get_paper_pdf.cgi?pid= Н.Ф. Ной, Д.Л. МакГиннес. Разработка онтологий 101: руководство по созданию Вашей первой онтологии.

http://protege.stanford.edu/publications/ontology_development/ontology С.Л. Гольдштейн. Системная интеграция бизнеса, интеллекта, компьютера. – Екатеринбург: ИД “ПироговЪ”, 2006, - 392 с.

Гредасова Н.В., Савельев А.А.

ПРОВЕДЕНИЕ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ ПО МАТЕМАТИКЕ

ПОСРЕДСТВОМ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ADOBE ACROBAT

CONNECT PRO.

[email protected] ГОУ ВПО "УГТУ-УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина" г. Екатеринбург Рассматриваются основные принципы проведения практических занятий по математике с использованием программного комплекса Adobe Acrobat Connect Pro.

Main principles of carrying out of practical works on mathematics using a program complex Adobe Acrobat Connect Pro are considered.

Одним из важных этапов в процессе обучения математике является проведение практических занятий, позволяющих закрепить и лучше усвоить материал либо пройденный на лекциях, либо изученный самостоятельно. В Новые образовательные технологии в вузе – настоящий момент практические занятия по математике со студентами гуманитарных специальностей из филиалов УГТУ-УПИ, обучающихся на факультете дистанционного образования, проводятся с использованием программного комплекса Adobe Acrobat Connect Pro. Применение этого программного продукта позволяет реализовать на практике технологию дистанционного обучения студентов филиалов в реальном времени.

Adobe Acrobat Connect Pro представляет собой клиент-серверное приложение и использует на клиентских компьютерах в качестве среды исполнения обычный веб-браузер.

Acrobat Connect Pro включает набор модулей, которые могут быть применены при проведении лекционных и практических занятий.

Основными модулями, используемыми при проведении практических занятий являются: Camera and Voice – модуль, через который осуществляется визуальный контакт с обучаемыми, ; Chat – текстовый чат; Attendee List – модуль, содержащий перечень подключенных пользователей с указанием текущего статуса; Share – модуль для материала предоставляемого в общий доступ, фактически выполняет роль основной области просмотра.

Занятие строится также как и при традиционной системе обучения:

кратко излагается теоретический материал, затем идет подробный разбор одного-двух примеров и, наконец, предлагаются задачи для самостоятельного решения.

Слайды практических занятий подготавливаются в пакете Microsoft PowerPoint и затем импортируется в среду Acrobat Connect Pro, отображаясь в окне модуля Share. Управление презентацией происходит, как и в PowerPoint, через список слайдов и кнопки «вперед», «назад». Следует добавить, что в проведении занятия можно использовать видео - файлы с расширением flv, осуществлять «захват» и передачу обучаемому изображений рабочего стола, отдельных окон и приложений. Преподавателю предоставляется возможность использовать виртуальную учебную доску.

Полезным и удобным в использовании компонентом комплекса является панель инструментов со стандартным набором элементов для создания простейших графических объектов и набора текста, позволяющая непосредственно в процессе проведении занятия корректировать или дополнять основной текст. Отметим еще и возможность использовать во время занятия заранее созданные активные ссылки на полезные ресурсы, и файлы.

Обратная связь, являющаяся одной из важнейших составляющих учебного процесса, осуществляется либо посредством голосового общения, с использованием микрофона, либо через текстовый чат.

Проводимые занятия могут быть записаны с помощью штатных средств рассматриваемого программного комплекса. Доступ к записям, в случае необходимости, может предоставляться обучаемым как через саму среду, так и в виде локальных видео-файлов.

Adobe Acrobat Connect Pro представляет собой эффективный инструмент, позволяющий качественно организовать учебный процесс при дистанционной технологии обучения.

Гущин А.Н.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КЕЙС-ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИИ

ИННОВАЦИОННОГО ЦИКЛА В ВУЗЕ.

[email protected] Уральская государственная архитектурно-художественная академия г. Екатеринбург В настоящее время перед образовательными учреждениями остро ставится вопрос о переходе к инновационным методам обучения.

Неотъемлемой частью процесса обучения является получение студентами практического опыта и навыков. Традиционно эта задача решается в вузе путем использования системы практик: учебных, профессиональных, производственных и пр. Во времена СССР вдобавок к этому существовало понятие»молодой специалист», которому давалось три года после окончания вуза для адаптации на новом рабочем месте.

Сейчас темпы обновления знаний резко ускорились, и требуется не просто обучение практическим навыкам в ходе учебного процесса. Требуется изменить позиционирование вуза на рынке труда от традиционного -»мы готовим студентов, обладающих следующими навыками …»на инновационное -»мы готовим студентов, умеющих решать проблемы в области …». Именно эта идея заложена в новых образовательных стандартах 3-го поколения.

Ниже (рис. 1) излагается общая схема интеграции научно-технической деятельности с учебным процессом, которая в основных чертах внедрена и успешно работает в институте урбанистки УралГАХА. Эта схема названа «инновационным циклом» за то, что она построена таким образом, чтобы знания и умения, необходимые для работы на реальном коммерческом рынке, далее обобщались и осмысливались в виде курсовых, дипломных и диссертационных работ и, в переосмысленной форме, вновь транслировались рынку. Именно сокращение времени по обращению знаний от выполнения практических работ до передачи их рынку и является критерием эффективности «инновационного цикла».

Из представленной схемы видно, что задачу по сокращению времени обращения опыта (знаний) в пределах цикла невозможно решить без использования последних достижений в области информационнокоммуникационных технологий. В данной схеме сделан упор на использование кейс-технологий. Под кейс-технологиями здесь понимается то, что в зарубежных публикациях называется методом изучения ситуаций (case studies), деловых историй (case stories) и, наконец, просто методом кейсов (case method).

Новые образовательные технологии в вузе – Кейс-технологии обладают следующими преимуществами:

1. активизируют навыки самостоятельной работы студентов, 2. легко интегрируются в систему дистанционного образования – даже считаются наиболее эффективным способом перехода к ДО, 3. легко интегрируются в систему управления качеством – СМК.

В представленной схеме кейс-технологии служат связующим звеном между учебным процессом и практической прикладной деятельностью и выступают как инструмент для выработки навыков решения проблемных задач, в отличие от традиционных кейсов (case stories), которые воспитывают лидерские качества, навыки менеджмента и пр. Кейс-технологии обеспечивают индивидуализацию обучения, что является одной из необходимых составляющих перехода к двухуровневой системе обучения и дают возможность быстрого изменения содержания учебного процесса.

Важным звеном инновационного цикла, в значительной мере определяющим его эффективность, является переработка материалов, которые получаются в ходе выполнения практических работ и хранятся в репозитарии, в форму кейс-технологий. Залогом успешности этого процесса является профессиональное управление прикладными проектами, а частности следование рекомендациям стандарта PMI (Project Management Institute), регламентирующими процедуру документирования проектов.

Целесообразно, чтобы созданием кейсов занимались сами участники выполнения проектов, у которых сохранились личные воспоминания об этой работе. Организационным движителем этой схемы выступает структурное подразделение, сформированное из компетентных управленцев, которое занимается менеджментом проектных работ (контрактов). Рынок коммерческих контрактов в настоящее время сформирован и открыт для доступа благодаря системе тендеров по закону N94-ФЗ.

Полный список коммерческих проектов, выполненных студентами в рамках данной системы можно найти по адресу www.inurb.ru/www/node/19.

Даная схема обеспечивает баланс интересов всех заинтересованных сторон:

вуза, нуждающегося в коммерциализации прикладных следований и понимании потребностей рынка, менеджера, получающего доступ к кадровым ресурсам вуза, студента, получающего практический опыт и возможность дополнительного заработка.

Рис. 1. Схема интеграции научно-исследовательской деятельности с Двуличанская Н.Н., Голубев А.М.

ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ КОНТРОЛЯ

КАЧЕСТВА ЗНАНИЙ В НЕПРЕРЫВНОМ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОМ

ПРОЦЕССЕ

[email protected] Московский государственный технический университет им.

Н.Э.Баумана г. Москва Рассматривается компьютерный тестовый контроль усвоения знаний по химии обучающихся в техническом колледже, реализующем непрерывное образование в системе «колледж – вуз». Предлагаемая методика способствует повышению эффективности непрерывного образовательного процесса и лучшей адаптации абитуриентов колледжа в вузе.

The computer test control of mastering of knowledge in chemistry trained in the technical college realizing continuous formation in system «college – high school» is considered. The offered technique promotes increase of efficiency of continuous educational process and the best adaptation of entrants of college in high school.

Модернизация российского образования предполагает изменение и контрольно-оценочного процесса. Это обусловлено, с одной стороны Новые образовательные технологии в вузе – стремлением к достижению требуемого качества образования в современных социально-экономических условиях, с другой – широкого внедрения в практику образовательных учреждений различного уровня и ступеней образования новых технологий, в том числе компьютерных.

Инновации в осуществлении образовательного процесса изучения дисциплин естественнонаучного цикла (химии физики, биологии и т.п.) связаны с изменением целей и задач общеобразовательной естественнонаучной подготовки в условиях непрерывного образования.

Формирование творческой личности, способной к самопознанию и саморазвитию является первоочередной задачей как довузовской, так и вузовской профессиональной подготовки. Изучение химии в довузовских профессиональных образовательных учреждениях (профессиональных училищах, колледжах, техникумах) технического профиля должно обеспечивать не только необходимую общеобразовательную подготовку современного человека на уровне общего среднего (полного) образования, но и способствовать повышению уровня профессиональной компетентности обучающихся, мотивации к изучению химии на более высоком уровне познания, развитию познавательной потребности. В технических колледжах, осуществляющих непрерывную общеобразовательную естественнонаучную подготовку в системе «колледж – вуз» изучение химии целесообразно проводить на двух уровнях: базовом и углубленном [1]. Базовый уровень обеспечивает стандарт общего среднего образования; углубленный – соответствует уровню общеобразовательной химической подготовки в техническом вузе соответствующего профиля [2].

Диагностика достижений обучающихся является важнейшей составной частью любого образовательного процесса. В настоящее время в практику профессиональных образовательных учреждений среднего и высшего профессионального образования активно внедряется компьютерный тестовый контроль знаний обучающихся. Именно систематический тестовый контроль способствует упорядочению процессу обучения, позволяет объективно оценивать уровень достижения каждого студента. Применение компьютерного тестового контроля оптимизирует время учебного процесса за счет оперативного выявления уровня знаний обучающихся и возможности своевременного выявления пробелов в знаниях. Такой контроль может проводиться для диагностирования входного (предварительного), текущего и итогового уровня подготовленности студентов.

В условиях непрерывного образования важной проблемой является выработка у индивида самостоятельности в приобретении новых знаний на протяжении всей жизни. Работа с компьютером способствует привитию навыков самостоятельной работы, что наиболее важно при переходе на более высокую ступень получения образования.

В качестве примера рассмотрим применение компьютерной проверки итогового усвоения знаний обучающихся в колледже по специальности «Оптические и оптико-электронные приборы и системы». Программа углубленного курса химии в рамках общеобразовательной подготовки содержит профильный блок «Химия элементов и их соединений в оптикоэлектронном приборостроении». Для активизации познавательной деятельности обучающихся тестовые задания также содержат профессионально значимые сведения о веществах и процессах, используемых в будущей профессии. В разработанной на кафедре химии МГТУ им. Н.Э. Баумана программе (автор А.М. Голубев), предназначенной для студентов как вуза, так и колледжа, предлагается найти правильные ответы на 14 поставленных вопросов. Данная программа позволяет определять количество правильных ответов и время, затраченное на ответы.

Ответ оценивается в баллах по следующей шкале «отлично» – от 90 до 100, «хорошо» – от 75 до 89, «удовлетворительно» – от 60 до 74, «неудовлетворительно» – меньше 60 баллов. Баллы снижаются за неправильные ответы и за время, затраченное на ответы. Оценка «неудовлетворительно» выставляется за 4 и более неправильных ответов.

Занижение оценки по времени происходит при затрате на проверку более минут.

Особенностью разработанной программы является то, что на все вопросов дается один набор из 20 ответов, который остается постоянным во время всей проверки. Это уменьшает вероятность «угадывания», которая в той или иной мере присутствует в любом компьютерном тестировании. При ответе студент должен не только найти соответствие между вопросом и ответом (в случае равенства количества вопросов и ответов), но и выбрать из предложенного набора нужные ответы. В предлагаемом варианте на первый вопрос имеется 20, а на последний формально 7 вариантов ответа, что является существенным отличием от традиционных тестов, в которых на каждый вопрос дается, как правило, 3-5 вариантов ответа. Ответы на вопросы задаются в виде графических файлов, поэтому могут содержать не только текст, но и рисунки, и графики, что позволяет учитывать особенности тестируемой дисциплины (рис. 1).

Рис. 1. Исходный вариант контрольного теста Новые образовательные технологии в вузе – Вопросы и ответы располагаются в случайном порядке, поэтому никакого соответствия между местоположением вопросов и ответов нет. При последующем тестировании набор вопросов изменяется, а набор ответов остается прежним. По окончании тестирования обучающийся может самостоятельно проверить правильность ответов и получить информацию о количестве ошибок, оценке и количестве баллов (рис. 2).

Рис. 2. Вариант контрольного теста с ответами и итоговой оценкой Предлагаемая методика проверки уровня знаний может использоваться как для контроля, так и для самоконтроля и самоподготовки обучающихся, что особенно важно для студентов заочной и дистанционной форм обучения.

Использование одного комплекта вопросов и ответов и единой системы оценки знаний разными преподавателями обеспечивает единство требований, предъявляемых к студентам. Разработанный тестовый контроль способствует мотивации к изучению химии за счет осмысления необходимости применения полученных знаний в будущей профессиональной деятельности, развитию самостоятельности в принятии решений. Для выпускников колледжа, в чьи планы входит повышение профессиональной компетентности «по вертикали», применение компьютерных технологий позволяет легче адаптироваться к обучению в вузе.

1. Двуличанская Н.Н. Организация образовательного процесса в колледжах на основе Концепции непрерывного образования / Н.Н.Двуличанс- кая // Образовательная политика. – М., 2008. – №6. – с.28-32.

2. Двуличанская Н.Н. Программа курса химии для учреждений среднего профессионального образования (колледжей) технического направления // Химия. Сборник методических материалов / Под научн.

ред. профессора, д.п.н. Е.И.Тупикина. – М.: Дом педагогики, 2007. – Дмитриевский В.А., Гоман В. В., Прахт В.А., Сарапулов Ф.Н.

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ УСТАНОВКИ

ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗАГОТОВОК

[email protected] ГОУ ВПО "УГТУ-УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина" г. Нижний Тагил Статья посвящена математическому моделированию процессов, возникающих при индукционном нагреве цилиндрических заготовок.

Результаты работы могут быть использованы при проектировании установок индукционного нагрева и в образовательных целях для проведения лабораторных и компьютерных практикумов по исследованию индукционных установок студентами соответствующих специальностей.

The paper is concerned with mathematical modelling of the processes taking place during induction heating of rounds. Results of work can be used at designing of installations of induction heating and in the educational purposes for carrying out of laboratory and computer practical works on research of induction installations by students of corresponding specialities.

Установки индукционного нагрева (УИН) широко используются в металлургических технологиях. Значительное распространение УИН получили в промышленности при нагреве изделий перед редуцированием и другими видами пластической обработки.

Схема исследуемой конструкции системы «индуктор – нагреваемая заготовка» приведена на рис. 1.

Рис. 1 Схема установки индукционного нагрева цилиндрических заготовок Цилиндрическая заготовка (1) находиться в установке индукционного нагрева, обмотка которой представлена в виде цилиндрических колец (2).

Нагрев заготовки осуществляется изменением подаваемой в индуктор мощности (напряжения).

Процесс индукционного нагрева металла описывается системой уравнений Максвелла и уравнением теплопроводности соответственно для электромагнитного и температурного полей. Анализ электромагнитных процессов можно значительно упростить, если поля, входящие в уравнения Максвелла, представить в функции векторного потенциала и ввести следующие допущения (общепринятые при моделировании процессов индукционного нагрева металла токами высокой частоты в цилиндрических Новые образовательные технологии в вузе – индукторах): пренебрегаем токами смещения; анализ ведем в двумерной постановке в осесимметричном приближении.

С учетом принятых допущений система уравнений, описывающая электромагнитные и тепловые процессы при нагреве осесимметричной цилиндрической заготовки, запишется следующим образом дополняемой необходимой системой краевых условий. Здесь A A( x, r, t ) - азимутальная составляющая амплитуды векторного магнитного потенциала; - электропроводность; c - теплоемкость, - плотность, - теплопроводность, 0 - магнитная проницаемость вакуума, J J ( x, r, t ) - амплитуда плотности тока; T T ( x, r, t ) - температура заготовки;

r, x - пространственные координаты.

Связь между плотностью тока и напряженностью можно найти через закон Ома здесь Eнавед A / t – наведенная напряженность электрического поля; Eстор Eстор ( x, r, t ) – напряженность электрического поля, создаваемая сторонними источниками (зависит от приложенного напряжения к зажимам индуктора, геометрии индуктора и схемы соединения обмотки). Для однослойной однофазной обмотки имеем где U U (t ) – напряжение на зажимах индуктора, L – длина обмотки индуктора.

Процесс нагрева осуществляется индуцируемыми электромагнитной волной внутренними источниками тепла, объемную плотность которых Q можно определить из следующего выражения Далее в тексте для обозначения величины Q будем использовать термин «мощность источников тепла».

В общем случае коэффициенты системы уравнений (1), описывающих электромагнитные и тепловые процессы, имеют сложную зависимость от температуры нагреваемого изделия.

Электропроводность стали может задаваться таблично или аналитически, с помощью следующей зависимости где k – электропроводность материала нагреваемой заготовки при температуре T0, 0 – коэффициент, учитывающий влияние температуры на электропроводность.

Решение системы уравнений (1) возможно только численными методами. Вычислительный эксперимент производился на основе метода конечных элементов с использованием программы Comsol 3.4 при следующих заданных параметрах: U 50 sin(2 50 t ) – напряжение на зажимах индуктора; Qw 4 – число витков индуктора; R1 0.1 - внутренний радиус индуктора ( м ); R2 0.08 – внешний радиус нагреваемого металла ( м );

R3 0.015 – внутренний радиус нагреваемого металла ( м ); Lинд 0.27 – длина индуктора ( м ). Удельное электрическое сопротивление, плотность, теплопроводность, теплоемкость заготовки и провода индуктора (медь) задавались в соответствии с [2].

Основные результаты численного моделирования изображены на рис. для момента времени t 20 ( c ).

Рис. 2. Результаты расчета мощности источников тепла в зоне нагрева (а) Результаты моделирования показывают, что при нагреве заготовки мощность источников тепла распределяется неравномерно по сечению. Эти особенности необходимо учитывать при разработке конструкций УИН и при построении системы управления нагревом.

Результаты работы могут быть использованы при проектировании установок индукционного нагрева и в образовательных целях для проведения лабораторных и компьютерных практикумов по исследованию «Электротехнологические установки и системы» и «Электрические и электронные аппараты».

Демидович В.Б. Теория, исследование и разработка индукционных нагревателей для металлургической промышленности. Дис. … докт.

техн. наук: 05.09.10 – СПб., 2002.

Физические величины: Справочник /А. П. Бабичев, Н. А. Бабушкина, А. М. Братковский и др.; Под. ред. И. С. Григорьева - М.:

Энергоатомиздат, 1991.

Новые образовательные технологии в вузе – Дружинина Н.Г., Трофимова О.Г., Трофимов С.П., Щетко А.С.

ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННАЯ СИСТЕМА «ТРАНСПОРТ

ГОРОДА ЕКАТЕРИНБУРГА»

[email protected] ГОУ ВПО "УГТУ-УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина" г. Екатеринбург Информационно-коммуникационная система «Транспорт города Екатеринбурга» предназначена для информирования населения о работе общественного транспорта.

The information communication system «The transport of city Yekaterinburg» is intended for acknowledging the citizens with public conveyances operation.

1. Информационная система транспортной сети.

Екатеринбург», утвержденной Екатеринбургской городской Думой, внедряется информационно-коммуникационная система «Транспорт города Екатеринбурга». Организатором системы является Администрация города Екатеринбурга, в лице Комитета по промышленности, науке, связи информационным технологиям и Комитета по транспорту и организации дорожного движения. Для реализации системы выполнена интеграция разрабатываемой системы с системой АСУ ЕМУП ТТУ. В настоящий момент начала действовать опытная эксплуатация системы. Система в открытом доступе предназначена для всех пользователей Интернет-сети.

ЕМУП ТТУ формирует в формате html электронные документы по утвержденной структуре, содержащие следующую информацию:

маршруты движения трамваев и троллейбусов в г. Екатеринбург;

конфигурация маршрутов трамваев и троллейбусов в г. Екатеринбург;

расписание движения трамваев и троллейбусов в г. Екатеринбург для населения;

выполнение плана рейсов трамваев и троллейбусов;

выпуск подвижного состава трамваев и троллейбусов по времени;

справка о сходе трамваев и троллейбусов;

интервал движения по маршрутам по периодам времени трамваев и троллейбусов;

сведения о движении поездов на линии по маршрутам трамваев и троллейбусов;

время прохождения станции трамваев и троллейбусов;

расписание (режим) работы трамваев и троллейбусов;

задержки движения на линии и в депо по техническим неисправностям трамваев и троллейбусов;

показатели работы МУП ЕТТУ.

Обновление информации о маршрутах движения, конфигурации маршрута, расписании движения (для населения), показателях работы ЕМУП ТТУ осуществляются по мере появления изменений.

Ответственный оператор ЕМУП ТТУ отслеживает актуальность информации в разделах системы, данные в которых автоматически не обновляются, а именно:

информация о ЕМУП ТТУ;

тарифы на проезд;

правила пользования общественным транспортом осуществляет обновление информации по мере появления изменений.

Разработка данного сайта позволяет Комитету по транспорту и организации дорожного движения позволяет:

осуществлять ежедневный контроль выполнения основных показателей ЕМУП ТТУ за счет оперативного получения из базы данных ЕМУП получать итоговые данные выполнения показателей работы ЕМУП ТТУ за период (за любой день, за любой месяц, за любой год) получать ежедневный контроль за регулярностью движения по маршрутам трамваев и троллейбусов, а также итоговые данные за прошлый день, за прошлый месяц.

знать о выпуске подвижного состава на улицы города в любой заданный момент.

Сайт ЕМУП ТТУ в рамках информационной системы «Транспорт города Екатеринбурга» позволяет обеспечить информационное обеспечение населения о маршрутах трамваев и троллейбусов, получить информацию о маршрутах следования любого выбранного маршрута, т.е. описание порядка следования всех остановок маршрута, получить сведения об интервале движения маршрутов по конечным станциям по периодам времени, получить расписание движения трамваев и троллейбусов по выбранной пользователем станции или остановки города Екатеринбурга.

Все данные расписания выдаются за конкретно выбранный день, учитывая рабочие, выходные и праздничные дни, как календарные, так и дни переносов рабочих и выходных дней. Оперативность данных позволяет наиболее полно информировать население об изменениях в движении трамваев и троллейбусов, как постоянных (например, ввод нового маршрута или открытие новых участков движения), так и временных (во время закрытий определенных участков движения для производства ремонтных работ).

Описанная информация предоставляется в электронном виде на Webсайте ЕМУП ТТУ согласно утвержденным формам.

Новые образовательные технологии в вузе – Авторские программные продукты используются для проведения лабораторных занятий на кафедре автоматики и управления в технических системах ГОУ ВПО «УГТУ-УПИ» по дисциплине «Информационное обеспечение систем управления».

2. Математическая модель транспортной сети.

Рассмотрим трамвайную сеть города.

Построим множество X всех остановок, пронумерованных натуральными числами.

Перегоном pij назовем участок дороги между остановками i, j, не содержащий других остановок. Перегон является направленным участком.

Множество всех имеющихся перегонов обозначим P.

Пронумеруем трамвайные маршруты также натуральными числами n.

Траекторией маршрута n назовем последовательность связанных перегонов где m(n) – количество остановок в маршруте n, включая начальную и конечную остановки. Траектории могут содержать повторяющиеся перегоны.

Если вагон маршрута n вышел с начальной остановки в момент времени tstart, то моменты его прибытия на очередные остановки задаются временной последовательностью Назовем графиком совокупность траектории маршрута и временной последовательности маршрута Маршрут может иметь несколько графиков движения в пределах суток.

3. Задача оптимизации маршрута.

Допустим, на остановке A в момент времени tнач находится пассажир, которому необходимо приехать на остановку B за минимальное время. Путь пассажира может содержать пересадки.

Рассмотрим алгоритм решения данной задачи, основанный на принципе динамического программирования.

Назовем меткой произвольной остановки i совокупность графика и времени прибытия на данную остановку по данному графику.

M(i) = (G(n,tstart ), t i (n,tstart )) Метка остановки позволяет определить, на каком маршруте и с какой предыдущей остановки мы прибыли на остановку i. Метка с более ранним временем прибытия затирает прежнюю метку. Метки позволяют восстановить путь пассажира от начальной остановки A до остановки i.

Остановка A метки не имеет.

Расстановка меток остановок осуществляется по волновому принципу:

сначала рассматриваются остановки, находящиеся от A на расстоянии радиуса, равного одному перегону, затем двух перегонов и т.д.

Критерий остановки алгоритма – при просмотре всех остановок очередного радиуса ни одна из меток не изменилась.

Если конечная остановка B стала помеченной со временем приезда tкон, то просмотр перегонов, исходящих из других помеченных остановок с худшим, чем tкон временем, не производится.

Допустим, при увеличении радиуса мы пришли на некоторую помеченную остановку i, и время новой метки хуже, чем время прежней метки M(i) этой остановки. Тогда, очевидно мы сохраняем метку M(i) и дальнейшее увеличение радиуса через остановку i не производим.

Таким образом, можно уменьшить трудоемкость алгоритма.

4. Взаимодействие ИКС и пользователя.

Осуществляется разработка модуля «Оптимальный маршрут» в составе ИКС «Транспорт города Екатеринбурга», который позволит пользователю системы (пассажиру) получить следующую информацию:

суточный график прохождения транспорта по выбранному перегону с указанием времени прохождения и номера маршрута.

Расписание составляется на весь день. Это позволит сократить пассажирам время ожидания на остановках, повысит ответственность ТТУ перед обществом за соблюдение расписания. Данная система не учитывает текущее состояние транспортного потока, пробки и связанные с ними задержки рейсов. Мы считаем, что подобные отклонения являются недопустимыми при нормальной организации движения;

оптимальный путь для проезда пассажира из одного пункта в другой с пересадками.

Данный модуль будет стимулировать приобретение проездных билетов. Можно будет определить критические, с точки зрения загрузки трамваев, участки дороги в случае, когда значительное количество пассажиров выбирает оптимальный маршрут перемещения.

Описанная информация предоставляется пассажирам в виде вебстраницы и на сотовые телефоны посредством SMS – сообщений. Для отправки SMS – сообщений используется существующий SMS – шлюз ИКС «Транспорт города Екатеринбурга».

Новые образовательные технологии в вузе – Емельянов В.В., Максимова Н.Е., Мочульская Н.Н., Черешнев В.А., Кружалов А.В.

МЕСТО И РОЛЬ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В

ПРЕПОДАВАНИИ БИОХИМИИ

[email protected] ГОУ ВПО "УГТУ-УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина" г. Екатеринбург В докладе обобщен опыт преподавания биохимии студентам физикотехнического факультета, отмечены типичные проблемы и пути их решения с использованием современных информационных технологий.

Experience of teaching biochemistry for physical-technical faculty students is summarized and tipical difficulties and ways of their permission based on contemporary information technologies are described in the report.

Биохимия как наука охватывает широчайшую предметную область, в сферу интересов которой входят любые проявления жизни на ее базовом – молекулярном уровне. В системе высшего образования биохимия является одной из основных дисциплин, формирующих представление о закономерностях развития и функционирования живой природы. Однако объем и содержание курсов биохимии в учебных планах различных специальностей существенно отличается, что связано с конечной целью обучения. Так, для будущего биолога знания биохимии носят фундаментальный характер, будущий врач должен сформировать правильное представление о процессах жизнедеятельности здорового и больного организма, о методах диагностики патологий, для студента-биотехнолога знание биохимии микроорганизмов-продуцентов – основа создания технологического процесса.

На кафедре иммунохимии УГТУ-УПИ курс биохимии преподается студентам физико-технического факультета, обучающимся по специальностям «Инженерное дело в медико-биологической практике» и «Биомедицинская инженерия» по программам подготовки специалистов и бакалавров. Выпускники данных специальностей востребованы в сфере разработки и обслуживания разнообразных приборов для биомедицинских измерений и визуализации, лечебной аппаратуры. Курс биохимии читается этим студентам во 2-м учебном семестре и предшествует двум другим базовым биологическим дисциплинам – биологии человека и животных и биофизике. С нашей точки зрения, курс биохимии должен формировать у студентов понимание молекулярной логики живого, умение сочетать фундаментальные знания и их практическое применение в создании биомедицинской техники.

В преподавании биохимии студентам данных специальностей имеется ряд существенных трудностей. Во-первых, ограниченность аудиторного времени (48 час.), из которых только 1/3 отведена для практических занятий.

Во-вторых, отсутствие в учебных планах курсов органической и биоорганической химии, традиционно предшествующих изучению биохимии. Существует подход к преподаванию биохимии без использования формульного материала. Это приводит к механическому зазубриванию схем превращений и названий метаболитов, что не позволяет понять логику данной науки. По нашему глубокому убеждению, формирование правильных представлений о биохимических процессах невозможно без освоения студентом, хотя бы в минимальном объеме, основ биоорганической химии.

Наконец, в-третьих, имеющиеся, в том числе и в библиотеке УГТУ-УПИ, многочисленные учебники и пособия по биохимии ориентированы на студентов биологических, медицинских или педагогических факультетов и не могут быть использованы без адаптации. В связи с этим для освоения курса биохимии студентами вышеназванных специальностей особое внимание следует уделять активизации деятельности и повышению роли самостоятельной работы студентов.

Этим целям служит разработанный преподавателями кафедры иммунохимии учебно-методический комплекс по изучаемой дисциплине, существенная часть которого базируется на мультимедийных технологиях. В распоряжении студентов и преподавателя имеются созданные коллективом кафедры учебные пособия. Пособие «Введение в основы биоорганической химии» освещает строение и реакционную способность важнейших природных соединений как основу их биологического функционирования.

Это в определенной степени ликвидирует недостаточность подготовки студентов по биоорганической химии. Подготовленное к изданию учебное пособие «Биохимия» содержит материал, необходимый при подготовке к лабораторным занятиям (перечень теоретических вопросов, письменные домашние задания, типовые варианты тестов) и методические указания по выполнению лабораторных работ.

Существуют различные мнения в отношении использования мультимедийной техники в преподавании дисциплин, требующих изображения химических формул и сложных схем превращений. Сторонники сугубо традиционных форм преподавания считают, что лишь в том случае, когда лектор последовательно изображает формулы мелом на доске, студент способен усвоить логику изложения материала, закрепление которого предполагает дальнейшую работу с литературой. Можно отметить, что в этих доводах имеется определенный смысл, однако следует учитывать, что современный студент не столь однозначно ориентирован на традиционную форму получения информации из печатных источников, но по достоинству оценил возможности электронных ресурсов. По существу, изменился сам стереотип получения информации: молодежь свободно владеет компьютером, не испытывает психологических барьеров, характерных для людей старшего поколения, в освоении технических новшеств и не нуждается в бумажном носителе информации.

Нашей кафедрой накоплен положительный опыт применения современных информационных технологий в преподавании биохимии.

Новые образовательные технологии в вузе – Коллективом кафедры разработано мультимедийное сопровождение к лекционному курсу по биохимии, и в течение двух последних лет чтение лекций осуществляется в специально оборудованной аудитории кафедры.

Весомое преимущество такого подхода заключается в повышении наглядности изложения материала. Это важная проблема для преподавания биохимии, поскольку объект её – молекулы – невозможно увидеть невооруженным глазом.

Возможности компьютерной анимации позволяют студенту сформировать наглядный зрительный образ пространственной структуры сложных природных соединений, например белков и нуклеиновых кислот.

Компьютерное моделирование структуры таких молекул уже сейчас является одним из инструментов их изучения, поэтому демонстрация таких моделей на лекции вполне оправданна. Это позволяет студенту увидеть молекулу под разным углом зрения, для более детального описания выделить в структуре молекулы отдельные области цветом или в увеличенном масштабе. Подобное недостижимо при использовании статичных изображений на плакатах.

Качество рисунка, созданного мелом на доске, также очевидно проигрывает компьютерной модели.

Особенно важно то, что с помощью презентаций можно продемонстрировать студентам биохимический процесс в его временном развитии. Это и метаболические пути, включающие химические превращения органических молекул, и процессы транспорта веществ через мембраны, и движение электронов по цепям тканевого дыхания. При рассмотрении важнейших метаболических путей мы разумно сочетаем традиционный подход и мультимедийные технологии. Так, схема пути во временном развитии дается в виде слайда с последовательным появлением названий субстратов и ферментов. Химические формулы, при необходимости, могут быть изображены мелом на доске или на слайде с цветовым выделением атомов и их групп, участвующих в реакции.

Использование мультимедийных презентаций позволяет детально разобрать структуру наиболее значимых субстратов метаболических процессов.

Напротив, лишь в ознакомительном плане изучаются объемные структурные формулы сложных биомолекул – витаминов, коферментов, нуклеиновых кислот, и преподаватель не тратит лекционное время на их написание.

Важным дополнением к лекционному курсу служат лабораторные занятия. Для выработки общих навыков выполнения биохимических экспериментов, в практикум включены наиболее наглядные и относительно несложные в выполнении опыты, демонстрирующие химические свойства природных соединений (аминокислот, белков, углеводов, липидов) или имитирующие метаболические процессы (гликолиз, гидролиз крахмала, разложение мочевины и т.д.) на качественном уровне. Для демонстрации возможностей количественного определения содержания метаболитов в биологических жидкостях используется специальное оборудование (фотоэлектроколориметр, глюкометр, центрифуга, автоматические дозаторы и др.). Кроме того, студенты получают навыки работы на современном биохимическом анализаторе АБ-02 производства УОМЗ, который позволяет определять в одной анализируемой пробе до 10 биохимических показателей в автоматическом режиме. Подобная организация лабораторного практикума углубляет знания студента и повышает мотивацию в освоении дисциплины.

Дальнейшее внедрение информационных технологий в учебный процесс мы связываем с виртуальным моделированием лабораторных работ, позволяющим визуализировать эксперимент и сэкономить время на объяснении студентам методики работы.

Поставив целью формирование теоретических знаний и практических навыков по биохимии, мы стараемся конструировать и реализовывать учебный процесс так, чтобы иметь возможность оперативно осуществлять обратную связь. Использование текущего тестового контроля знаний, контроля остаточных знаний с последующим анализом результатов позволяет не только активизировать работу студентов, но и корректировать содержание занятий, вносить необходимые изменения в методику преподавания. Все созданные на кафедре образовательные ресурсы по биохимии доступны для студентов в электронном виде на образовательном портале УГТУ-УПИ.

Таким образом, сложившаяся на кафедре иммунохимии система преподавания курса биохимии студентам физико-технического факультета основывается на разумном сочетании традиционных форм обучения и возможностей современных информационных технологий. При этом основное внимание уделяется реализации соответствия подготовки специалистов требованиям их будущей профессиональной деятельности, активизации познавательной деятельности студентов с целью создания прочных основ начальных биологических знаний как базы для дальнейшего изучения специальных дисциплин.

Ефанов В.И., Вождаев Д.В.

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПО

КУРСУ «ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ СВЯЗИ»

[email protected] Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроник (ТУСУР) Представлено учебно-методическое и программное обеспечение курса «Оптические направляющие среды и пассивные компоненты волоконнооптических линий связи». В преподавании этого курса информационнокоммуникационные технологии играют важную роль и являются эффективным инструментом в повышении качества учебного процесса.

It is presented teaching and methodical maintenance and software of the course «Optical directing environments and passive components of fiber-optic communications». In teaching of this course information-communication Новые образовательные технологии в вузе – technologies play the important role and are the effective tool in improvement of quality of educational process.

Стратегическим направлением в развитии современных систем электросвязи считается применение оптических способов передачи, использующих методы уплотнения по длине волны (WDM), переход к полностью оптическим сетям (PON), а также расширение областей использования ВОЛС, вплоть до терминалов пользователей (FTTx). В ближайшее десятилетие оптические кабели (ОК) будут основным типом физической среды передачи стационарных телекоммуникационных сетей.

Телекоммуникации сегодня – одна из самых быстроразвивающихся наукоемких и высокотехнологичных отраслей мировой экономики.

Ясно, что качество подготовки специалистов в этой сфере является актуальной задачей, а учебно-методическое и программное обеспечение (УМПО) – эффективный инструмент в повышении качества учебного процесса.

Цель доклада – информация о разработанном УМПО по курсу «Оптические направляющие среды и пассивные компоненты волоконнооптических линий связи (ОНС и ПК ВОЛС)» для студентов специальности 210401 (071700) «Физика и техника оптической связи» по направлению 654400 «Телекоммуникации».

Комплексное учебно-методическое и программное обеспечение учебного процесса представляет собой совокупность взаимосвязанных учебно-методических материалов с использованием различных информационно-коммуникационных технологий, необходимых для организации учебного процесса независимо от формы и методик обучения.

Представляемое ниже УМПО разработано автором статьи и прошло апробацию в учебном процессе на кафедре СВЧиКР Радиотехнического факультета ТУСУРа.

Учебно-методическое пособие «Электрические и волоконнооптические линии связи» рекомендовано СибРУМЦ по образованию в области радиотехники и электроники для студентов, обучающихся по направлению подготовки 210400 «Телекоммуникация» и «Радиотехника».

В книге рассмотрены вопросы построения Взаимоувязанной сети связи Российской Федерации. Детально представлена теория и практика линий связи на основе коаксиального кабеля, используемого как в магистральных, так и в сетях кабельного телевидения. Дано описание направляющих систем на основе симметричных кабелей, их первичных и вторичных параметров. В достаточной степени раскрыты вопросы взаимных влияний в «витых парах»

при передаче цифровых сигналов, которые являются определяющими при использовании существующих кабелей для xDSL-технологий. Особое внимание уделено основам структурированных кабельных систем (СКС), широко используемых при создании локальных вычислительных систем.

Изложены принципы распространения оптических сигналов в одномодовых и многомодовых оптических волокнах. Приведены основные передаточные, конструктивные и механические характеристики ОВ, а также кабели на их основе. Рассмотрены пассивные компоненты ВОЛС, их назначение, принцип действия и основные технические характеристики.

Дано представление о методах компенсации дисперсии, а также о технологии волнового уплотнения каналов по длинам волн (WDM) и рассмотрены нелинейные свойства ОВ. Даны методики расчета длины регенерационного участка.

«Сборник задач по волоконно-оптическим линиям связи» по дисциплине «ОНС и ПК ВОЛС». Каждый из четырех разделов задачника включает: краткие теоретические сведения о рассматриваемых компонентах линии связи, корректный математический аппарат и ясное описание принципа работы линий связи дают четкое представление о данных разделах курса; типовые задачи с подробными решениями по каждой теме излагаемого материала; вопросы и задачи для самостоятельного решения.

Последние входят в индивидуальное задание. Задачи с решениями подобраны так, что при внимательном их анализе позволяют усвоить изучаемый материал и облегчают решение самостоятельных задач раздела.

Ряд задач требует смекалки и твердых знаний передаточных характеристик ОВ.

На каждый раздел курса в индивидуальном задании приходится по 8- задач, что дает возможность создать банк для формирования различных неповторяющихся вариантов. Задачи и вопросы подобраны так, что позволят студенту среднего уровня знаний при успешном освоении лекционного материала и вспомогательного учебно-методического пособия по этому курсу, справиться с индивидуальным заданием в короткий срок.

В конце пособия для облегчения работы студентов над индивидуальным заданием, приведен обширный вспомогательный материал в виде таблиц, в частности с характеристиками ООВ и МОВ в соответствии с рекомендациями МСЭ G. 651 – 655 и таблица формирования вариантов индивидуальной работы.

В учебно-методическом пособии «Курсовое проектирование волоконно-оптических линий связи» Даны методические указания к выполнению курсового проекта: по выбору трассы и способах прокладки линии связи; по определению числа каналов, скорости передачи и числа оптических волокон в оптическом кабеле; по расчету передаточных характеристик оптического волокна; по выбору конструкции оптического кабеля; по выбору передающего и приемного оптических модулей и других компонент ВОЛС. Приведены примеры расчета надежности и экономического обоснования строительства ВОЛС. Дано ясное и четкое описание принципа расчета длины регенерационного участка ВОЛС.

Натурные лабораторные работы. Лабораторный практикум по курсу предполагает выполнение студентами пяти натурных лабораторных работ, Новые образовательные технологии в вузе – содержание которых тесно увязано с рабочей программой курса в объеме часов.

Целью лабораторных занятий является освоение студентами методики экспериментальных исследований передаточных технических характеристик ОВ и конструктивных ОК. В начале описания к лабораторной работе следует теоретическая часть и затем студенту предлагается выполнить расчетное задание. В заключении студент представляет отчет с теоретическим расчетом и экспериментальными данными, а также анализ полученных результатов.

В осеннем семестре 4-го курса студентам предлагаются лабораторные работы по следующим темам:

Измерение дисперсионных характеристик оптического волокна;

Исследование вытекающих мод оптического волокна;

Исследование конструктивных параметров оптических кабелей;

Исследование эффективности ввода и затухания на стыках оптических волокон;

5. Исследование затухания света на макроизгибах многомодового ОВ.

Виртуальные лабораторные работы. Представленный комплект виртуальных лабораторных работ включает в себя шесть лабораторных работ, состав и содержание которых в необходимой степени закрывает курс «ОНС и ПК ВОЛС» согласно ГОСу.

Учитывая, что оптическое волокно и реализуемые на его основе пассивные компоненты обладают крайне малыми размерами и требуют очень аккуратного обращения, натурные лабораторные работы очень сложны в эксплуатации. Виртуальные лабораторные работы позволяют моделировать все важнейшие характеристики ВОЛС и являются полезным дополнением к лабораторным исследованиям на физических объектах.

Методическая поддержка работ включает в себя все необходимые компоненты: цель работы, краткие теоретические сведения по изучаемому разделу, контрольные вопросы для определения допуска к работе, программы эксперимента и аналитических расчетов и отчет по работе.

Программное обеспечение (ПО) лабораторных работ включает пакет программ по проведению численного моделирования, графической визуализации исследуемых процессов в динамическом режиме, генерации пользовательского многооконного интерфейса. При разработке ПО была использована среда визуального программирования Borland Delphi 7.0.

Программное обеспечение включает в себя весь стандартный набор функций, таких как графическое отображение, сохранение результатов, импорт и экспорт пользовательских параметров. Проведение лабораторной работы при помощи такого программного пакета несложно и не отличается от привычного студенту стандарта, предъявляемого к компьютерным лабораторным работам.

В состав виртуальных лабораторных работ входят:

Исследование атмосферных оптических линий связи;

Исследование затухания света в ОВ, на макроизгибах и стыках ОВ;

Исследование эффективности ввода излучения в ОВ;

Исследование дисперсии в многомодовом ОВ;

Расчет длины регенерационного участка ВОЛС.

Компьютерный тестовый контроль знаний. Программный продукт предназначен для контроля знаний студентов по основным техническим характеристикам многомодовых и одномодовых оптических волокон.

Программа помогает освоить студентам единицы измерения и численные значения геометрических, механических и, самое главное, передаточных характеристик оптических волокон. Продукт содержит более 50 вопросов.

Хорошим дополнением к УМПО является разработанные автором статьи в рамках выполнения приоритетного национального проекта «Образование» следующие учебные пособия.

«Проектирование, строительство и эксплуатация ВОЛС». Особое внимание уделено описанию содержания реального рабочего проекта по строительству ВОЛС, включающего пояснительную записку, сметную документацию, рабочие чертежи и перечень нормативно-технической документации. Приведена методика и пример расчета длины регенерационного участка по затуханию и дисперсии. Рассмотрены все существующие виды строительства, особое внимание уделено подвеске оптических кабелей ОК и пневмопрокладке в пластмассовых трубах.

Достаточно подробно изложены основы технической эксплуатации ВОЛС и вопросы расчета надежности линии связи на ОК.

«Основы проектирования структурированных кабельных систем (СКС)». В учебном пособии даются общие сведения о СКС, классификация по классам и категориям. Рассмотрены передающие средам на основе витой пары. Приведены примеры расчетов первичных и вторичных параметров электрических линий связи, а также расчет длины элементарного кабельного участка. В самой большой главе изложены вопросы проектирования СКС с использованием ВОЛС и передачи по ним цифровой информации.

Несомненным достоинством пособия является наличие большого числа примеров по расчету электрических и оптических компонент структурированных кабельных систем, что может способствовать хорошему усвоению лекционных материалов по линиям связи.

«Основы проектирования сетей кабельного телевидения».

Рассмотрены общие сведения, понятия и принципы проектирования и построения гибридных оптико-коаксиальных интерактивных сетей КТВ.

Приведены единицы измерения основных параметров, применяемых при расчете, изложены стандарты, регламентирующие построение систем.

Приведены основные показатели передающих и приемных систем, даны формулы, поясняющие примеры расчета как шумовых параметров ЛС, так и расчет показателей искажения в СКТВ. Даны примеры построения магистральной и домовой распределительных сетей.

«Введение в специальность. Физика и техника оптической связи:

Учебное пособие». Излагается история развития ВОЛС, включая квантовую Новые образовательные технологии в вузе – электронику и лазерную технику. Приведены преимущества оптических линий связи перед другими средствами связи. Дается описание принципов построения ОВ и ОК на его основе. Рассмотрены приемопередающие оптические модули, их назначение и основные характеристики. Рассмотрено современное состояние и перспективы развития ВОЛС.

Представляемые материалы соответствуют Рабочей программе курса «Оптические направляющие среды и пассивные компоненты ВОЛС», имеют внешние и внутренние отзывы, а также используются при обучении по следующим дисциплинам, обеспечиваемым кафедрой СВЧиКР:

«Направляющие среды передачи и пассивные компоненты линий связи» для специальности 210405 – Радиосвязь, радиовещание и телевидение;

«Оптические устройства в радиотехнике», «Радиооптоэлектронные сети и устройства» для специальности 210302 – Радиотехника.

Зайдуллина С.Г., Пинемасов Е.К.

СОЗДАНИЕ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ СРЕДСТВ РАЗРАБОТКИ

ДИНАМИЧЕСКИХ МНОГОВАРИАНТНЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ КУРСОВ

[email protected] Башгоспедуниверситет В данной статье рассматривается разработанная система инструментальных средств, позволяющая легко и просто конструировать многовариативные электронные лекции, а в дальнейшем создавать электронные интеллектуальные обучающие системы, с учетом индивидуальных особенностей.

This article describes an originally developed system of media tools, which allows an easy and simple creation of multichoice electronic lectures. Further development is planned which would turn this product into a electronic intellectual learning system accounting for students individual features.

Расширение знаний о мире, растущий объем информации и освоение новых знаний в кратчайшие сроки является одной из актуальных задач для современного общества. Оптимальным решением данной задачи является грамотное использование компьютерной техники, новейших информационных технологий. Компьютеры позволяют не только представлять информацию, но и реализовывать активный диалог с обучаемым. Организация дистанционного обучения, организация самостоятельной работы студентов, реализация концепции непрерывного образования – все эти направления требуют создания эффективных учебных мультимедиа комплексов. Проблема разработки электронных средств обучения, несмотря на многообразие различных сред, все также актуальна.

В основе учебных мультимедиа комплексов лежат электронные лекции, виртуальные тренажеры, электронные учебники. Для разработки электронных учебников используются, как правило, специальные инструментальные программные средства. С одной стороны, на сегодняшний день существует достаточно много таких средств - как инструментария общего назначения PowerPoint, Adobe Acrobat, Dreamweaver, так и авторских систем, таких как Stratum, Дизайнер курсов от фирмы Прометей, КАДИС, и др. Возможности, функции этих системы различны. С другой стороны, практически каждый педагог-предметник хочет создать электронный учебник, максимально полно реализующий его идеи и его фантазии, при этом предполагая наличие простого дружественного интерфейса, быстроту, легкость в создании учебника. Многообразие же функций систем приводит к тому, что работа по созданию учебных курсов представляется громоздкой и запутанной.

Создание собственных инструментальных средств было продиктовано необходимостью в наглядном, простом в использовании, доступном конструкторе электронных лекций, позволяющим реализовывать многовариативную подачу материала.