АДАПТИВНАЯ ОБУЧАЮЩАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ ПРАКТИКУМОВ ПРИ ДИСТАНЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ > Полезные советы
Тысяча полезных мелочей    

АДАПТИВНАЯ ОБУЧАЮЩАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ ПРАКТИКУМОВ ПРИ ДИСТАНЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ

АДАПТИВНАЯ ОБУЧАЮЩАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ ПРАКТИКУМОВ ПРИ ДИСТАНЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ

Раводин О.М. Туровец Л.А. Зайцев А.П. Статья в формате PDF 163 KB

Активное внедрение дистанционного образования требует решения многих технологических задач, связанных с автоматизацией учебного процесса.

Появление и достаточно широкая доступность персонального компьютера (ПК) позволяет существенным образом изменить сложившуюся технологию в системе образования. Низкая цена ПК делает их доступными не только в учебных заведениях, но и в качестве домашних обучающих устройств. Это позволяет решить множество проблем, связанных с дистанционной технологией обучения, получившей в настоящее время широкое распространение.

При заочной или дистанционной системе "обучаемый" и "обучающий" прострaнcтвенно и во времени разделены. Обучающим является преподаватель. Учебный и справочный материал, базы данных, обучающие системы программ в электронном виде могут частично играть роль преподавателя при их активном использовании студентами. Контакт между участниками процесса обучения осуществляется по сетевым коммуникациям.

Известно, что применение средств программного обучения позволяет повысить успеваемость и ускорить процесс освоения материала в среднем на 25-30% при существенном облегчении труда преподавателя.

Эффективность применения АОС в большой степени зависит от качества методического обеспечения.

Проектирование методического и материально-технического обеспечения лабораторных циклов по учебным дисциплинам связано с преодолением достаточно противоречивых требований, среди которых наиболее существенными представляются:

  1. Сохранение дидактических средств приобретения навыков работы с приборами и исследуемыми объектами.
  2. Гибкость комплектования лабораторных установок объектами исследования и приборами.
  3. Покупка дорогого специализированного технического оборудования часто является нецелесообразной с экономической точки зрения.
  4. Обеспечение мер безаварийной эксплуатации приборов и сохранности исследуемых объектов в процессе выполнения работы и при непреднамеренных нарушениях режимов.
  5. Стоимость обеспечения лабораторного цикла.
  6. Возможность тиражирования и поставки средств обеспечения лабораторных циклов потребителям.
  7. Развитие дистанционной технологии обучения настоятельно требует создания цифровых моделей реальных объектов, в том числе и моделей технологического оборудования для обучения студентов.
  8. Современный уровень развития вычислительной техники и ее программного обеспечения открывает широкие возможности проектирования виртуальных тренажеров, установок.

Опыт работы кафедры КИБЭВС ТУСУРа в этом направлении позволил критически оценить большое количество обучающих программ и оболочек, большинство из которых требовали больших усилий и специализированных знаний для заполнения их учебным материалом. Такие предпосылки, как неудобство заполнения обучающих программ, неясный интерфейс и его ограниченность, делали программы непригодными к применению уже на стадии набора материала.

Основным учебно-методическим модулем должен быть легко подготавливаемый текстовый файл, в котором задается траектория обучения. И из него же будут вызываться необходимые объекты. Поэтому первым из важных требований к разpaбатываемой оболочке АОС стало создание удобного редактора для набора материалов.

В системе должна быть сохранена авторская структура разработанных учебно-методических материалов. Для этого программные средства организации подготовки системы и проведения занятий с ней должны иметь возможность безболезненного редактирования, добавления и удаления учебных разделов. На сегодняшний день большинство преподавателей работают с программами Microsoft Office, и зачастую имеют уже набранный материал. Оболочка АОС была создана с интерфейсом подобным интерфейсам Microsoft Office, причем был добавлен ряд возможностей для сохранения форматирования текста при копировании. Стоит заметить, что прямая работа известных АОС с редактором Word вызывала ряд проблем, таких как медленная загрузка программ, обязательное присутствие редактора Word на машине, сложная для распознавания ответов организация тестов, большие размеры текстовых файлов.

В связи с этим к редактору были выдвинуты следующие требования:

  1. Минимальные объемы требуемой памяти, как для методических материалов, так и самой оболочки;
  2. Возможность снабжения текстового материала мультимедиа иллюстрацией;
  3. Организация и планирование траектории обучения;
  4. Возможность разнообразного контроля знаний;
  5. Организация и методы оценивания обучения (оценки, баллы, проценты);
  6. Адаптация к уровню знаний, т.е. изменение траектории обучения в зависимости от качества ответов студента на заданные вопросы;

Обеспечение обучающегося материалом для проведения лабораторных работ:

  • теоретический материал;
  • задание на лабораторную работу;
  • виртуальные модели объектов, тренажеры для проведения лабораторной работы;
  • контрольные вопросы;
  • шаблоны отчета;
  • справочный материал.

Программа - сервер позволяет работать студентам по локальной сети или сети Интернет. Для использования АОС в режиме многопользовательского удаленного доступа по сети Интернет возможны два принципиально различных варианта:

Работа обучающихся проводится в режиме on-line, при этом они выполняют всю работу в специально разработанной программной среде. Обмен информацией с локальным сервером или с образовательным порталом производится периодически во все время работы обучающихся при проведении занятий или лабораторных пpaктикумов.

Работа студентов проводится в режиме off-line, при этом они имеют локальную версию обучающей среды. Обмен информацией с образовательным порталом производится только в двух случаях: при получении файла с АОС (от образовательного портала к обучающемуся), либо при отчете о выполненной работе.

Модуль Редактор по каждой разpaбатываемой теме создает файл. Файл состоит из кадров, т.е. логических разделов. Каждый кадр может содержать фрагмент теоретического материала, рисунки (в форматах: bmp, gif, jpeg,), звуковые или видеофрагменты, вопрос. Для удобства введена возможность работы с буфером обмена из пакета Microsoft Office. В кадре разрешены ссылки на выполняемые файлы. Преподаватель при подготовке учебного материала имеет возможность стандартными средствами конструирования легко изменить последовательность кадров.

Редактор предоставляет стандартные возможности редактирования и форматирования: изменение размера, типа и цвета шрифтов, выделение цветом, различные способы выравнивания текста, возможность нумерации и маркировки строк. Имеется возможность расположить окна (ответов, вопросов, свойств и других) по желанию пользователя.

Использование операторов перехода между кадрами if, or, and, goto, random позволяет изменять траекторию в процессе обучения по условиям, определяемым качеством ответа студента на заданные вопросы.

Синтаксис оператора if можно представить следующим образом:

<оператор> = IF <выражение> GOTO <имя кадра>

Если результатом выражения является истинное значение (Тrue), то программа после этого кадра запускает кадр указанный за ключевым словом GOTO. Если результатом выражения является значение False, выполняется следующий оператор.

При формировании билетов можно использовать оператор random, позволяющий формировать билеты с нужным количеством вопросов по каждой выбранной теме.

Синтаксис оператора random:

<оператор> = RANDOM (, <имя кадра>,..., <имя кадра>)

Оператор random из банка вопросов, сортированного по темам, выбирает случайным образом количество N вопросов (кадров) из имеющихся по заданной теме. Редактор производит синтаксический контроль операторов переходов.

Для управления процессом обучения используется четыре основных вида тестов:

  • Тесты простого выбора
  • Тесты классификации
  • Тесты конструирования ответа
  • Тесты с вводом информации (иногда называемые заданиями открытой формы)

Выставление оценки по результатам обучения, то есть определение коэффициента усвоения знаний (К), который используется при вычислении рейтинга обучаемого - интегрального критерия обучаемости, для каждого вида теста вычисляется по-разному и учитывает процент правильности и полноту ответа.

К концу обучения формируется итоговое К как средне взвешенное по всем ответам. По коэффициенту судят о завершенности процесса обучения, например, если К´> 0.7, то процесс обучения можно считать завершенным. Предусмотрена возможность задания собственных параметров оценок либо балов, как ко всему курсу, так и для каждого вопроса отдельно.

В редакторе можно задать параметры режима обучения и контроля:

  • ограничить время ответа;
  • показывать ли результат (оценку) после теста;
  • показывать ли правильный ответ;
  • допустить ли возможность возвращения на предыдущие кадры;
  • нужно ли выполнять "правила переходов".

В режиме Тест АОС при неправильном ответе имеется возможность вернуться на предыдущие кадры с вопросами или теорией. Могут быть включены правила перехода, чтобы при низком бале программа вернула студента в нужное место теории.

В режиме Экзамен выставляется итоговая оценка. Возврат на предыдущие кадры запрещен, т.е. студент не может ответить несколько раз на один и тот же вопрос. Режим Выборочно позволяет произвольно установить указанные параметры.

В процессе работы студента АОС ведет два протокола- локальный и общий. Первый из них фиксирует заданные вопросы, ответы студента и процент полноты ответов, время ответа, оценку за тему. Назначение локального протокола- зафиксировать работу студента на экзамене и предоставить в дальнейшем возможность проанализировать конкретные ответы студента.

Для проведения лабораторных работ по дисциплине "Гибкие производственные системы и робототехнические комплексы" нами были разработаны в среде Delphi модели сборочного робота РБ241, покрасочного робота, сварочного робота ТУР-10 и модель фрезерного станка.

Известно, что металлорежущие станки и роботы, снабженные системой ЧПУ являются основным видом заводского оборудования экономически развитых стран и предназначены для производства современных машин, приборов, инструментов и других изделий и изучение принципов построения и программирования таких систем студентам технического университета необходимо изучать.

Разработанная модель сборочного робота состоит из виртуальной модели робота РБ-241, модели пульта управления и трехмерной модели окружающей обстановки с рабочим столами. Модель позволяет перемещать предметы в виртуальном трехмерном прострaнcтве.

Последовательность действий модели робота и переход от одного вида работ к другому эмулирует работу реального робота и задается с пульта управления в ручном или автоматическом режимах. На базе технологической программы сохранённой в памяти, осуществляется автоматический режим работы модели робота.

Рабочий орган робота передвигается в режиме позиционного управления от одной специфицированной точки к другой, в последовательности заданной в технологической программе.

Модель покрасочного робота отличается алгоритмом решения геометрической задачи- используется контурное управление движением рабочего органа (краскопульта), по заданной в технологической программе, нелинейной траектории в трехмерном декартовом прострaнcтве. В модели предусмотрена регулировка факела распылителя, интенсивности факела и смена цвета используемой краски. Робот может окрашивать нелинейные поверхности.

Для изучения принципов управления металлообpaбатывающим станком от системы числового программного управления разработана прострaнcтвенная модель копировально-фрезерного станка. На ней студенты могут ознакомиться с технологическим программированием, исследовать различные алгоритмы управления динамическим объектом в многомерном прострaнcтве.

Ручное управление моделью станка осуществляется кнопками, расположенными на виртуальном пульте управления. В ручном режиме модель обеспечивает мерные и немерные перемещения рабочего стола. Скорость, с которой осуществляется движение, задается с помощью меню "регулятор переключения подачи" и имеет размерность мм/мин.

Значения абсолютных перемещений по координатам в ручном, автоматическом и пошаговом режиме выводится на экран в виде цифровой индикации. Текст управляющей программы выводится в специальное окно ввода и редактирования текста.

Разработанные в различных пакетах модели широко используются в учебном процессе студентами различных форм обучения.

Работа представлена на III общероссийскую конференцию «Новейшие технологические решения и оборудование», г. Кисловодск, 19-21 апреля 2005 г. Поступила в редакцию 28.03.2005 г.



БИОВОЛНОГЕНЕЗ: Ч.2. КАТАСТРОФИЗМ В ТЕХНО- И БИОСФЕРЕ

БИОВОЛНОГЕНЕЗ: Ч.2. КАТАСТРОФИЗМ В ТЕХНО- И БИОСФЕРЕ Статья в формате PDF 147 KB...

18 04 2024 12:26:36

БОЛЕЗНИ ЦИВИЛИЗАЦИИ В АСПЕКТЕ УЧЕНИЯ В.И.ВЕРНАДСКОГО

БОЛЕЗНИ ЦИВИЛИЗАЦИИ В АСПЕКТЕ УЧЕНИЯ В.И.ВЕРНАДСКОГО В последние годы на медицинском факультете Российского университета дружбы народов периодически проводятся научные конференции международного масштаба, на которых в том или ином объёме обсуждаются проблемы, связанные с воздействиями на организм нарушений взаимоотношения человека со средой его обитания. Важность такой тематики стала несомненной с того момента, когда в мировой научной литературе впервые появился термин «Болезни цивилизации». Это определение включает в себя следующий смысл: «Болезни цивилизации – это результат безответственного и неправильного использования возможностей, предоставленных человеку цивилизацией» (Шош, Гати, Чолаи, 1972). ...

17 04 2024 11:57:22

ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОЕ ПРЕБЫВАНИЕ В УСЛОВИЯХ НЕВЕСОМОСТИ И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТРЕХГЛАВОЙ МЫШЦЫ ГОЛЕНИ У ЧЕЛОВЕКА: ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ЗАДЕРЖКА И МЫШЕЧНО-СУХОЖИЛЬНАЯ ЖЕСТКОСТЬ

ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОЕ ПРЕБЫВАНИЕ В УСЛОВИЯХ НЕВЕСОМОСТИ И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТРЕХГЛАВОЙ МЫШЦЫ ГОЛЕНИ У ЧЕЛОВЕКА: ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ЗАДЕРЖКА И МЫШЕЧНО-СУХОЖИЛЬНАЯ ЖЕСТКОСТЬ Исследовали влияние продолжительного пребывания в условиях невесомости на механические свойства и электромеханическую задержку (ЭМЗ) трехглавой мышцы голени (ТМГ) у 7 космонавтов до полета и на 3-5 день после возвращения на Землю. Механические свойства ТМГ оценивали по показателям максимальной произвольной силы (МПС), максимальной силы (Ро; частота 150 имп/с), силы одиночного сокращения (Рос), времени одиночного сокращения (ВОС), времени полурасслабления (1/2 ПР), времени развития напряжения до уровня 25, 50, 75 и 90% от максимума. Рассчитывали силовой дефицит (Рд) и тетанический индекс (ТИ). ЭМЗ регистрировали во время произвольного и непроизвольного сокращения ТМГ. В ответ на световой сигнал космонавт выполнял произвольное подошвенное сгибание при условии «сократить как можно быстро и сильно». Определяли общее время реакции (ОВР), премоторное время (ПМВ) и моторное время (МТ) или иначе ЭМЗ. В ответ на супрамаксимальный одиночный электрический импульс, приложенный к n. tibialis, определяли латентный период между М-ответом и началом развития Рос. После полета Рос, МПС и Ро уменьшились на 14,8; 41,7 и 25.6%, соответственно. Величина Рд и ТИ увеличилась на 49,7 и 46,7%, соответственно. ВОС увеличилось на 7,7%, а время 1/2 ПР уменьшилось – на 20,6%. Время развития произвольного изометрического сокращения значительно увеличилось, тогда как электрически вызванное сокращение не обнаружило существенных различий. ЭМЗ произвольного сокращения увеличилась на 34,1%, а ПМВ и ОВР уменьшились на 19,0 и 14,1%, соответственно. ЭМЗ электрически вызванного сокращения существенно не изменилось. Таким образом, механические изменения предполагают, что невесомость изменяет не только периферические процессы, связанные с сокращениями, но изменяет также и центрально-нервную комaнду. ЭМЗ при вызванном одиночном сокращении простой и быстрый метод оценки изменения жесткости мышцы. Более того, ЭМЗ при вызванном одиночном сокращении мышцы может служить показателем функционального состояния нервно-мышечного аппарата, а соотношение ЭМЗ при произвольном и вызванном сокращениях показателем функционального состояния центральной нервной системы. ...

16 04 2024 5:45:21

Использование углубленных интеграционных методов исследования в изучении роли энергии геннообусловленных патологий

Использование углубленных интеграционных методов исследования в изучении роли энергии геннообусловленных патологий Статья посвящена использованию углубленных интеграционных методов исследования в изучении роли энергии геннообусловленных патологий, влиянию изменения структуры в цепи ДНК на ее энерговоспринимаемость, энергопроводимость, энергоотдаваемость, энергонакопляемость по цепи ДНК и на развитие геннообусловленных патологий, прежде всего, на развитие злокачественных опухолей. ...

14 04 2024 3:39:14

ФИЛОСОФСКИЕ ОСНОВАНИЯ ОБЩЕЙ ТЕОРИИ ПАТОЛОГИИ: ПРИНЦИП ПОДОБИЯ

ФИЛОСОФСКИЕ ОСНОВАНИЯ ОБЩЕЙ ТЕОРИИ ПАТОЛОГИИ: ПРИНЦИП ПОДОБИЯ В основе современной научной теории патологии должны лежать фундаментальные философские принципы бытия материи, из которых выводятся и обосновываются ее основные положения. В данной работе проведен анализ принципа подобия как частного выражения философского принципа субстанциального единства мира. Делается вывод, что один общий биологический процесс лежит в основе как нормальных, так и патологических явлений: приспособление есть сущность болезни. ...

11 04 2024 20:28:30

УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР РЕКУРРЕНТНЫХ ЗАВИСИМОСТЕЙ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР РЕКУРРЕНТНЫХ ЗАВИСИМОСТЕЙ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ Уникальные возможности линейных рекуррентных уравнений первого порядка А(n+1) = aA(n) + b позволяют хаpaктеризовать закономерности изменения различных свойств органических соединений (А) не только в пределах локальных групп гомологов, но и одновременно всех рядов с одинаковыми гомологическими разностями. Более того, рекуррентные соотношения применимы к функциям не только целочисленных (число атомов углерода в молекуле), но и равноотстоящих значений аргументов A(x+Δx) = aA(x) + b, (Δx = const). Этот способ аппроксимации проиллюстрирован на примерах температурных зависимостей растворимости различных веществ в воде и даже времен релаксации в высокочастотных полях. ...

10 04 2024 3:37:12

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕЖМОЛЕКУЛЯРНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ПРОТЕИН-ПОЛИСАХАРИДНЫХ ГЕЛЯХ МЕТОДОМ Н+ЯМР-РЕЛАКСАЦИИ

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕЖМОЛЕКУЛЯРНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ПРОТЕИН-ПОЛИСАХАРИДНЫХ ГЕЛЯХ МЕТОДОМ Н+ЯМР-РЕЛАКСАЦИИ Методом Н+ЯМР-релаксации изучены межмолекулярные взаимодействия в гелях крахмала в молочной среде. Установлены зависимости скоростей поперечной и продольной релаксаций протонов от концентрации крахмала для водных и молочных систем. Казеин синергетически влияет на гелеобразующую способность крахмала, который иммобилизует воду в молочной среде более активно, чем в водной. На основании исследований температурной зависимости поперечной релаксации доказано образование комплексного геля, представляющего собой сетку из спиральных молекул крахмала, в ячейки которой включены мицеллы и субмицеллы казеина. ...

01 04 2024 12:56:21

РАЗМЕРНЫЕ ЭФФЕКТЫ И&#8239;ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ ЧИСТЫХ МЕТАЛЛОВ

РАЗМЕРНЫЕ ЭФФЕКТЫ И&#8239;ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ ЧИСТЫХ МЕТАЛЛОВ В работе для 55 элементов периодической системы рассчитаны поверхностное натяжение, критический радиус и постоянная Толмена. Для металлов с низкой температурой плавления величина поверхностного натяжения составляет доли Дж/м2, а для тугоплавких – единицы Дж/м2. Критический радиус d хаpaктеризует внутренние размерные эффекты и не превышает 10 нм для исследованных металлов. ...

31 03 2024 16:56:15

РАЗБИЕНИЕ И СТРУКТУРИРОВАНИЕ ПРОСТРАНСТВА, ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ МОДУЛЬНОГО КРИСТАЛЛА

РАЗБИЕНИЕ И СТРУКТУРИРОВАНИЕ ПРОСТРАНСТВА, ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ МОДУЛЬНОГО КРИСТАЛЛА Обсуждается проблемы разбиения и структурирования прострaнcтва, формирования структурных модулей, которые предназначены для конструирования модульных 3D структур кристаллов. ...

29 03 2024 2:16:53

К ПРОБЛЕМЕ СРАВНЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ МОЩНОСТЕЙ

К ПРОБЛЕМЕ СРАВНЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ МОЩНОСТЕЙ Статья в формате PDF 107 KB...

24 03 2024 2:27:20

FOR DECADES OF STEPPE RESTORATION IN STAVROPOL REGION

FOR DECADES OF STEPPE RESTORATION IN STAVROPOL REGION Статья в формате PDF 128 KB...

16 03 2024 11:18:12

РЕГЕНЕРАЦИЯ ЭПИДЕРМИСА И ОМОЛОЖЕНИЕ КОЖИ ЧЕЛОВЕКА

РЕГЕНЕРАЦИЯ ЭПИДЕРМИСА И ОМОЛОЖЕНИЕ КОЖИ ЧЕЛОВЕКА Статья в формате PDF 127 KB...

13 03 2024 7:26:37

ТИПИЗАЦИЯ ГРАНИТОИДОВ НА ОСНОВЕ СОСТАВОВ БИОТИТОВ

ТИПИЗАЦИЯ ГРАНИТОИДОВ НА ОСНОВЕ СОСТАВОВ БИОТИТОВ Статья в формате PDF 393 KB...

12 03 2024 17:33:33

ИНФОРМАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЖИДКОСТИ

ИНФОРМАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ БИОЛОГИЧЕСКОЙ  ЖИДКОСТИ Статья в формате PDF 111 KB...

11 03 2024 13:55:48

Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::