Scientific journal
International Journal of Experimental Education
ISSN 2618–7159
ИФ РИНЦ = 0,839

1
1
2194 KB

В последние годы у студентов и преподавателей омского государственного университета путей сообщения (ОмГУПСа) имеет место интерес к внедрению информационных технологий в учебный процесс по дисциплине «Сопротивление материалов». Дисциплина, представляющая студентам познание о методах расчета деталей машин и инженерных конструкций на прочность, жесткость и устойчивость. Главной задачей прочностного расчета является обеспечение безаварийной работы отдельных деталей инженерной конструкции, а также всей конструкции в сборе. Предмет входит в цикл общетехнических дисциплин и является необходимым для подготовки будущих специалистов, осуществляющих проектирование, сервис и эксплуатацию технологического оборудования железнодорожного транспорта.

На кафедре «Информатика, прикладная математика и механика» ОмГУПСа в изучение дисциплины «Сопротивление материалов» внедрены следующие информационные технологии:

• комплекс виртуальных лабораторных работ Columbus;

• универсальная система тестирования и обучения Test Master Plus, разработанная на кафедре;

• табличный процессор Microsoft Excel;

• универсальная математическая программа MathCAD;

• электронные библиотечные системы.

Комплекс виртуальных лабораторных работ по дисциплине «Сопротивление материалов» используется на аудиторных занятиях и предусматривает проведение цикла лабораторных работ, в ходе которых решаются две важные задачи. С одной стороны, проводится экспериментальная проверка справедливости допущений и гипотез, поясняемых на лекциях при выводе окончательных формул. С другой стороны, объясняется физический смысл важнейших механических характеристик материала: предельно допустимых напряжений и упругих постоянных материала (модулей упругости Е и G, и коэффициента Пуассона), которые определяются опытным путем. Таким образом, основными задачами лабораторного практикума являются: исследование механических свойств и определение механических характеристик материалов, опытная проверка теоретических выводов и законов, а также изучение студентами современных экспериментальных методов исследования напряженного и деформированного состояний материала и обработки экспериментальных данных [1].

Универсальная система тестирования и обучения Test Master Plus начала свое активное развитие в 2007 г. Главное окно программы Test Master Plus представлено на рисунке 1. Основной задачей организации тестирования и контроля знаний студентов с помощью информационных технологий обучения являлось улучшение взаимодействия между студентами и преподавателем. Использование компьютерных технологий облегчает это взаимодействие, что позволяет организовать единое виртуальное пространство обучения и связать весь образовательный процесс в единое целое [3]. Важнейшая роль при этом отводится технологии компьютерного тестирования с помощью разработанной системы Test Master Plus, которая обеспечивает:

– объективную оценку профессиональных знаний обучающихся в соответствии с образовательными стандартами;

– оценку эффективности и результативности организации учебного процесса;

– непрерывный контроль знаний студентов в процессе обучения [2];

– изучение материала дисциплины в интерактивном режиме «Тестирование с обучением», позволяющим читать учебный материал по тематике вопросов и производить оценку корректности выбранного варианта ответа;

– просмотр демонстрационного теста в режиме «Обучение» с предварительно расставленными верными ответами.

sali1.tif

Рис. 1. Главное окно программы Test Master Plus

Задача организации процесса обучения и компьютерного тестирования характеризуется необходимостью учета следующих факторов:

– предоставление доступа преподавателям и студентам к тестовым заданиям;

– предоставление удобных средств создания и редактирования наборов тестовых вопросов и сеансов тестирования;

– удобное формирование сеансов тестирования для различных форм контроля;

– формирование аналитической отчетности в виде статистики ответов на вопросы тестовых заданий, а также результатов тестирования, по заданной группе обучающихся за определенный период времени [5].

– использование различных форм тестовых заданий для проведения компьютерного тестирования [4];

– организация тестового контроля знаний на всех этапах учебного процесса.

Табличный процессор Microsoft Excel и универсальная математическая программа MathCAD используются при выполнении базовых расчетов на прочность, жесткость и устойчивость инженерных конструкций, составленных из отдельных стержней (брусьев). Для реализации базовых методов расчета в табличном процессоре используются следующие функции:

– табуляция функций (составление таблиц);

– построение диаграмм;

– функция «Подбор параметра»;

– надстройка «Поиск решения».

Для расчетов на прочность, жесткость и устойчивость в программе MathCAD используются следующие функции:

– табуляция функций;

– построение диаграмм;

– блок given … find;

– функции find и minerr.

Пример построения эпюры продольных напряжений для прямолинейного стержня в универсальной математической программе MathCAD представлен на рис. 2.

sali2.tif

Рис. 2. Продольные усилия, возникающие в стержне

В учебном процессе активно используется электронная библиотечная система (ЭБС) ОмГУПСа, предназначенная для эффективной и удобной работы с электронными каталогами библиографических данных и цифровым информационным контентом библиотеки ОмГУПСа. По простому или многоаспектном запросу пользователя ЭБС произведет поиск и выдаст результат в виде стандартного библиографического описания документа и его полнотекстовой информации, если таковая есть на данный момент. По дисциплине «Сопротивление материалов» в ЭБС студентам после авторизации доступны следующие материалы:

– рабочие программы по дисциплине;

– учебники;

– методические указания к выполнению лабораторных работ;

– учебные пособия;

– сборники задач.

Кроме ЭБС ОмГУПСа студентами активно используются ЭБС: «Лань», «Университетская библиотека ONLINE». Данные ЭБС также содержит актуальные материалы по дисциплине в виде учебников и методических пособий.

Таким образом, в дисциплину «Сопротивление материалов» за последние годы внедрены информационные технологии, позволяющих активизировать изучение дисциплины студентами как за счет расширения возможностей самостоятельного изучения материалов дисциплины, так и на аудиторных занятиях.