Г. Н. ЕЛМАНОВ, Б. А. КАЛИН, В. В. НЕЧАЕВ, А. А. ПОЛЯНСКИЙ
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
ОПЫТ РАБОТЫ КАФЕДРЫ
"ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ"
МИФИ ПО КОМПЬЮТЕРНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ОБУЧЕНИЯ
На кафедре Физические проблем материаловедения МИФИ разработано программное обеспечение для компьютерной технологии обучения студентов, практически используемое и ежегодно модифицируемое с 1999 г. В ходе создания и развития методической и практической базы компьютерного обучения выработан собственный подход к проблемам создания электронных учебников и пособий как компонентов электронной библиотеки, к интерфейсу человек-компьютер.
Последние несколько лет на кафедре физических проблем материаловедения МИФИ уделялось большое внимание проблеме разработки и реализации собственной концепции компьютерной технологии обучения студентов. Технология базируется на активном использовании электронной библиотеки – единого комплекса программ (учебников, задачников, справочников, баз данных и баз знаний), предназначенного для обучения студентов в области материаловедения и металлургии.
К преподаванию специальных курсов привлечены ведущие ученые России по применению математических методов и средств вычислительной техники в области материаловедения и металлургии. С целью лучшей координации системы преподавания на старших курсах на базе кафедры физических проблем материаловедения и других кафедр МИФИ организован Институт перспективных технологий. На кафедре создан учебный компьютерный класс, связанный в локальную сеть и имеющих выход в Internet. В итоге за пять лет поставлены новые курсы: “Основы термодинамики”, “Вычислительная термодинамика”, “Программирование в материаловедении”, “Физические основы компьютерного проектирования материалов”, “Математическое моделирование технологических процессов”, “Моделирование в материаловедении”, “Пленки и покрытия”, “Иностранный язык для материаловедов”, которые преподаются с интенсивным использованием вычислительной техники.
В ходе создания методической базы компьютерной технологии обучения были выработан оригинальный подход к структуре и содержанию электронных учебников и пособий как компонентов электронной библиотеки, к интерфейсу человек-компьютер.
Сущность подхода. Электронная библиотека является комплексом программ для активного обучения материаловедов специальным курсам. Акцент делается на прикладных аспектах дисциплин, связанных с применением компьютеров. Библиотека состоит из блоков, представляющих собой методологически однородные и одинаковые по интерфейсу программные продукты, пересекающиеся как внутри блока, так и между ними через базы данных и систему контрольных вопросов. Каждый блок состоит из:
· Электронного учебника - курса лекций по одной (или нескольким смежным) дисциплинам. Создается на языке HTML. Для активизации процесса самостоятельного обучения:
à предоставляет возможность решения учебных примеров с ответами в виде интерактивных иллюстраций;
à имеет дружественную двухуровневую тестовую систему самоконтроля (ТСК) и экзаменационные вопросы со ссылками на начало параграфов, содержащих требуемый материал.
· Электронного Сборника Задач для освоения практического применения теоретических знаний, изложенных в Электронном учебнике. Методика работы: После регистрации пользователя жесткая ТСК проверяет знание теории, выдает вариант задания, допускает к его выполнению и предоставляет через гиперссылки систему помощи, где изложены основные теоретические и справочные сведения. Далее ТСК проверяет правильность вычислений и предоставляет средства генерации отчета в электронной форме. Отчет защищается у преподавателя в форме индивидуального собеседования.
· Прикладных программ для проведения вычислительных экспериментов по численному исследованию объектов изучаемой дисциплины. Используются в процессе обучения для выполнения серийных расчетов, с целью освоения творческой аналитической работы.
· Баз данных, общих для учебных электронных продуктов
Сегодня уже эксплуатируются в учебном процессе электронные учебники “Введение в прикладную термодинамику”, “Иностранный язык для материаловедов”, а так же “Сборник задач и самостоятельных работ по вычислительной термодинамике”, “Справочник термохимических и физических величин”.
Н. В. АМПИЛОГОВ, В. В. НОСОВСКИЙ, С. С. ХОХЛОВ
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
Твердотельное моделирование в системе "Компас-3D"
Твердотельное моделирование в рамках САПР физических приборов и установок предусматривают создание трех мерной модели параметризированного изделия.
Учебная САПР физических приборов и установок реализована в трехмерных моделях коммутационной аппаратуры АЭС. Трехмерные модели установок создавались в рамках системы «КОМПАС-3D», разработанной фирмой АО АСКОН, и ориентированной на Российскую систему ГОСТов. Использование параметрических зависимостей при 3-D моделировании позволило создать «гибкие» модели, разрешающие изменять геометрию при сохранении базовых размеров. Разработка изделия основанная на объектно-ориентированном модульном принципе, позволяет создать единую информационную среду электронного сопровождения на этапах исследования и разработки конструкции.
Дальнейшее расширение САПР проводится в области модельного о проектирования, что является важнейшей частью творческого процесса создания изделия, что особенно важно при 3-D проектирования для студентов, выполняющих курсовой проект т. к. способствует принятию ими обоснованных самостоятельных решений
Модельное проектирование при выполнении проектов в курсе «Конструирование приборов и установок» на факультетах «Ф» и «ВШФ» позволяет на начальной стадии создания изделия определить геометрию и взаимное расположение его объектов и деталей. Использование системы «КОМПАС-3D», позволяет устанавливать взаимосвязь между элементами изделия и сохранять ее при изменении размеров. Возникшая зависимость ограничивает возможность самопроизвольно изменять форму и размеры изделия.
При выполнении курсового проекта происходит обращение к системам AutoCAD, MatCAD, Exel, Word и к Интернет-ресурсам для поиска данных, требующихся для выполнения проекта.
