Мультимедийный учебно-методический комплект нового поколения (УМК НП) для подготовки магистров и аспирантов по направлению «Функциональные наноматериалы для энергетики»

М. Н. СТРИХАНОВ, В. Ф. ЕЛЕСИН, Н. Н. ДЕГТЯРЕНКО, К. С. ПАЖИТНЫХ,

М. А. ТУРЧЕНКОВ, В. В. ПИЛЮГИН, Е. Е. МАЛИКОВА, Н. А. МАТВЕЕВА

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

МУЛЬТИМЕДИЙНЫЙ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКТ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ (УМК НП) ДЛЯ ПОДГОТОВКИ МАГИСТРОВ И АСПИРАНТОВ

ПО НАПРАВЛЕНИЮ «ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ НАНОМАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ЭНЕРГЕТИКИ»

Разработан мультимедийный УМК НП на базе курсов «Квантово-механические методы моделирования свойств наносистем и сверхпроводников» и «Компьютерная геометрия и визуализация». Курсы посвящены системному рассмотрению вопросов компьютерного моделирования и визуализации наносистем и сверхпроводников. УМК НП базируется на использовании современных мультимедийных технологий, создан в соответствии с требованиями стандарта SCORM 2004 и загружен в LMS Moodle.

Разработка и внедрение информационных технологий и объектов учебного и учебно-методического назначения в учебный процесс в настоящее время имеет первостепенное значение. Применение интерактивных мультимедийных обучающих систем повышает динамику и содержательность учебных заданий, процесса их выполнения, а также самоконтроля, самооценки и оценки успешности обучения. На данном этапе интерактивные электронные учебники являются важным средством для индивидуальной работы обучающихся, однако можно ожидать больших результатов от использования мультимедийных обучающих систем как отдельно, так и в сочетании с традиционными формами обучения.

Разработка мультимедийного УМК НП по курсу «Квантово-механические методы расчета свойств наносистем и сверхпроводников» обусловлена актуальностью компьютерного моделирования для подготовки магистров и аспирантов в области нанотехнологий в целом и для тематического направления «Функциональные наноматериалы для энергетики» в частности. Одной из главных составляющих в нанофизике является моделирование наноструктур, нанотехнологических процессов и приборов. Моделирование важно не только для создания представления об объекте, но и для расчета, предсказания его свойств, взаимодействия с другими объектами, его метрологии и т. д. В рамках курса предполагается усвоение теоретических материалов, методов моделирования и знакомство с интерфейсами некоторых программных комплексов.

УМК НП базируется на современных мультимедийных и интерактивных технологиях, соответствует стандарту Sharable Content Object Reference Model 2004 3-rd Edition (SCORM – распределенная модель объединения содержательного контента) и работает в среде любой Learning Management System (LMS – система управления учебным процессом) стандарта SCORM. УМК НП собран в SCORM редакторе UDUTU и соответствует стандарту SCORM 2004, 3d edition. Для расширения списка функциональных возможностей, предоставляемых обучающимся и преподавателям в качестве дополнительного интерфейса, была взята за основу LMS Moodle, с помощью которой осуществляется работа с УМК НП.

Мультимедиа-компоненты УМК НП представляют собой мультимедийные презентации, видеоматериалы и различные интерактивные программы. Некоторые мультимедийные презентации в курсе сопровождаются звуком и голосовыми пояснениями. Предусмотрена возможность повтора анимации и звуковых эффектов. Программная реализация презентаций – flash, формат широко используемый для предоставления различного вида графической информации в Интер­нете.

УМК НП по курсу «Квантово-механические методы расчета свойств наносистем и сверхпроводников» содержит 70 электронных учебных модулей (ЭУМ), в их числе 32 лекционных ЭУМ, 9 лабораторных работ, 25 тестов, 3 задачи и 1 вводный ЭУМ. Каждый ЭУМ представляет собой мультимедийную интерактивную программу. Предусматривается возможность использования всех ЭУМ как на локальном компьютере, так и в сети Интернет. ЭУМ сформированы так, чтобы охватывать все методически обоснованные темы и разделы, предусмотренные содержанием учебного курса. При этом ЭУМ спроектированы таким образом, что глубина их проработки соответствует компетенциям, которые должны быть приобретены обучающимися: магистрами и аспирантами.

Рассмотрим более подробно каждый из типов ЭУМ в рамках УМК НП.

ЭУМ типа «Лекция». Представляет собой материал для изучения, включающий следующие разделы: что нужно знать для усвоения материала данной лекции; какое место занимает данная лекция в рамках всего курса; текст лекции; мультимедийные материалы; вопросы для самопроверки; список литературы; список авторов лекции.

Теоретические и мультимедийные фрагменты ЭУМ типа «Лекция» представлены на рис. 1.

Рис. 1. Фрагменты теоретических и мультимедийных материалов лекций

ЭУМ типа «Лабораторная работа». Представляет собой кратко изложенный теоретический материал, необходимый для выполнения лабораторной работы, описание используемых программных продуктов, последовательность выполнения лабораторной работы. Включает разделы: что нужно знать для правильного выполнения лабораторной работы; какое место занимает данная лабораторная работа в рамках всего курса; описание лабораторной работы; мультимедийный интерфейс используемых программных продуктов; вопросы для самопроверки; список литературы; список авторов лабораторной работы.

Иллюстрации мультимедийных материалов ЭУМ типа «Лабораторная работа» представлены на рис. 2.

Рис. 2. Фрагменты мультимедийных материалов к лабораторным работам

ЭУМ типа «Тест». Данный тип ЭУМ представляет собой аттестацию по одному или нескольким ЭУМ типа «Лекция» и проверку подготовки студентов к выполнению лабораторной работы. Обучающемуся предлагаются тестовые вопросы, где на каждый вопрос предлагается несколько вариантов ответа, из которых некоторые являются правильными. По окончании теста выдается количество вопросов, по которым получен правильный ответ.

С целью восстановления знаний обучаемых в области квантовой механики используются два дополнительных типа ЭУМ для УМК НП: «Введение» и «Задача».

ЭУМ типа «Введение». Представляет собой кратко изложенный материал для изучения. Включает разделы: текстовые материалы; мультимедийные материалы; вопросы для самопроверки; список литературы; список авторов.

Иллюстрации мультимедийных материалов ЭУМ типа «Введение» представлены на рис. 3.

Рис. 3. Фрагменты мультимедийных материалов ЭУМ типа «Введение»

ЭУМ типа «Задача». Представляет собой кратко изложенный теоретический материал, необходимый для выполнения задачи и формулировку одного или нескольких задач, которые необходимы для решения. Включает разделы: теорию; вопросы для самопроверки; формулировку задачи; решения задач, представленные как мультимедийные материалы; список литературы; список авторов.

Иллюстрации мультимедийных материалов ЭУМ типа «Задача» представлены на рис. 4.

Рис. 4. Фрагменты мультимедийных и теоретических материалов ЭУМ типа «Задача»

В качестве вспомогательного в УМК НП был включен отдельный компонент, посвященный вопросаму компьютерной визуализации рассматриваемых в УМК НП наноструктур по курсу «Компьютерная геометрия и визуализация». Это объясняется тем, что рассмотрение вопросов программно-методических средств компьютерной визуализации наноструктур является важным аспектом компьютерного моделирования наноструктур в целом [1].

На настоящее время разработанный УМК НП расположен по адресу http:///lot42 и работает в тестовом режиме. Для получения доступа к УМК НП (логин, пароль) следует обращаться к авторам статьи по адресу: *****@***com.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.  , , и др.// XIX Международная конференция “Информационные технологии в образовании”. Сб. трудов участников конференции. Ч. II. М.: МИФИ, 2009. С. 79.