Интеграционные процессы затрагивают всё большие сферы мирового сообщества. Присоединение многих стран к Болонской конвенции по образованию, развитие современных компьютерных технологий обучения открывают новые возможности для их развития и, особенно, в инженерном образовании.
Инженерные дисциплины: прикладная механика, теория механизмов и машин, детали машин и основы конструирования являются фундаментальными в инженерной подготовке специалистов любого профиля любой страны. Объективные научные законы механики, которые лежат в основе этих дисциплин, являются общими для всего мирового сообщества и могут служить основанием для международной интеграции в инженерном образовании. Научное, методическое и технологическое обеспечение инженерных дисциплин в разных странах имеют свои особенности. В одной стране - высокие научные достижения, в другой - замечательные методические находки, в третьих странах - хорошее экспериментальное обеспечение. Целесообразно объединить лучшие достижения различных научных школ для создания современных средств обучения применимых в различных странах.
В процессе изучения инженерных дисциплин выполняются экспериментальные (лабораторные) работы, большой объём расчётных и графических операций в процессе работы над курсовыми (учебными) проектами [1]. Всё это формирует потребность в создании компьютерно-механических комплексов по инженерным дисциплинам (КМК_ИД), основанных на компьютерных технологиях обучения (КТО). КТО представляют собой совокупность оборудования, современных средств организации обучения и подготовки информационной среды, профессиональных программных комплексов для решения прикладных задач, высококвалифицированных специалистов, владеющих современными инструментариями инженера и преподавателя [2].
КМК_ИД - это совокупность экспериментальных установок, компьютерной техники, программных средств разного уровня, информационной среды соответствующей дисциплины, объединённая единой управляющей системой для организации обучения.
Структура КМК_ИД:
Специализированный интерактивный компьютерный класс, оборудованный современной компьютерной техникой для реализации преподавания в компьютерных технологиях.
Специализированная лаборатория, оборудованная лабораторными стендами и установками с современными средствами ведения эксперимента, обработки его результатов и реализации удалённого доступа.
Автоматизированная система организации обучения (АСОО).
Информационная среда дисциплины (ИС_Д).
В МГУ им. адм. Г. И. Невельского сделан первый опыт реализации элементов компьютерно-механического комплекса по теории механизмов и машин (КМК_ТММ) на основе автоматизированной системы организации обучения «КОБРА», которая позволяет организовать аудиторные занятия и самостоятельную работу обучаемых в компьютерных технологиях. Система имеет следующие функции:
- подключение прикладных пакетов с содержанием теоретического материала по изучаемым дисциплинам;
- организация контроля знаний методом тестирования на всех этапах обучения;
- подключение специальных пакетов для исследования механизмов и контроля расчётных процедур;
- корректирование представляемой информации, списков обучаемых, формирование контрольных вопросов и заданий;
- анализ результатов тестирования и качества тестовых заданий.
Одним из элементов КМК_ТММ является информационная среда, компонентами которой являются:
- прикладные пакеты с содержанием теоретического материала по изучаемой дисциплине, выполненные в различных форматах;
- система тестирования, которая реализует пять типов тестовых заданий: выбор (т), выбор, задачи, набор, да/нет, и применяется на всех этапах обучения в различных формах;
- специальные расчётные пакеты, которые используются для всестороннего исследования механизмов разного типа и выполнения лабораторного практикума с компьютерной поддержкой [3].
Разработка и внедрение информационных сред требует внимательного подхода и четкого понимания важности использования каждого из её элементов. Материал, наполняющий информационную среду, должен базироваться на последних научных достижениях, иметь модульную структуру с логическими связями между модулями других дисциплин для формирования базы знаний предметной области получаемой специальности. В настоящее время задача создания ИС_Д особенно актуальна т.к. затем на их основе должна формироваться информационная среда специальности (ИС_С).
Кафедра механики машин и САПР МГУ имени адмирала Г.И. Невельского имеет некоторый опыт создания информационной (компьютерной) среды по теории механизмов и машин (ИС_ТММ), которая строится по модульному принципу. Все модули тесно связаны между собой, при этом осуществляется промежуточный тестовый контроль по каждому модулю. Количество модулей и их содержание зависит от объёма дисциплины, например, разработанный нами курс ТММ для механических специальностей состоит из 7 модулей. Каждый модуль содержит: входной тестовый контроль, лекции, практические занятия, лабораторные занятия, курсовое проектирование, выходной тестовый контроль.
Структура ИС_ТММ:
- инструментальные средства для организации обучения в автоматизированном режиме (АСОО «КОБРА») и для курсового проектирования (VSE, ДИНАМО);
- лекции, выполненные в системе "Power Point" (всего 26);
- фрагменты компьютерных учебников в разных форматах;
- система тестового контроля (входной и выходной контроль для семи модулей курса ТММ, каждый из которых содержит 5 типов тестовых заданий);
- задания и методические пособия по курсовому проектированию;
- методические указания по лабораторному практикуму;
- организационные материалы.
ИС_ТММ в составе АСОО «КОБРА» установлена в сети университета, доступна для обучаемых с любого компьютера. Она используется в процессе аудиторных занятий и для организации самостоятельной работы студентов. Кроме того, она записана на диски и обучаемые имеют возможность заниматься индивидуально в удобное время, в приемлемом для них ритме и режиме.
Наиболее сложным элементом КМК_ИД являются современные лабораторные установки. Учебные стенды по теории механизмов и машин (ТММ) в большинстве стран были созданы в середине двадцатого века и, к сожалению, к настоящему времени устарели и физически и морально. Назрела острая необходимость создания принципиально новых.
Создание КМК_ИД требует значительных финансовых вложений и кооперирования интеллектуальных ресурсов на уровне региона, страны, а возможно и нескольких государств. В настоящее время предлагаются несколько международных проектов двухсторонних договоров о содружестве. В рамках этих тенденций кафедра «Механика машин и САПР» предлагает реализовать совместный проект «Разработка компьютерно-механического комплекса по теории механизмов и машин (КМК_ТММ)». Конечным результатом проекта должен стать комплекс в виде лаборатории с набором современного лабораторного и компьютерного оборудования, методического и программного обеспечения, а также компьютерного диска и твёрдой копии руководства по его использованию. Этот проект долгосрочный, но его можно реализовать поэтапно.
Средства обучения и их содержательная часть (наполнение) могут быть представлены на языках соисполнителей проекта. После реализации этого проекта можно на этой основе реализовать и другие: КМК по механике (КМК_М), прикладной механике (КМК_ПМ), деталям машин и основам конструирования (КМК_ДМ и ОК) и другим инженерным дисциплинам.
В последнее десятилетие практически решена проблема оснащения учебных заведений компьютерной техникой, все высшие учебные заведения имеют выход в Интернет. Однако наличие техники и выхода в Интернет не решает проблемы организации обучения на современном уровне. Требуются специальные программные средства и технологии обучения, адаптированные к конкретной методике обучения конкретной дисциплине, преподаватели, владеющие компьютерными технологиями обучения.
КМК_ИД, созданные на основе КТО, позволят существенно изменить формы и методы обучения, включив в него прогрессивные методы представления информации, приёмы развития творческих способностей личности, реализовать идеи открытого (дистанционного) образования и по инженерным направлениям. Целесообразно активизировать работу по развитию международной интеграции в области разработки и использования КТО, создания единого образовательного информационного пространства и инфраструктуры по группам инженерных дисциплин.
Список литературы
- V.V. Kuzlyakina, N.N. Kholina, Computer‒Aided Course Project Work in "Mechanism and Machine Science" Course, In: Proceedings of the 11th World Congress in Mechanisms and Machine Science. - China. - Vol. 2. - PP. 669‒672, 2004.
- Кузлякина В.В. «Компьютерно‒механические комплексы по инженерным дисциплинам», Материалы конференции «Основы проектирования и детали машин - XXI век». - Орёл, 2007г.
- V.V. Kuzlyakina, Information Environment for "Mechanism and Machine Science" Course, In: Proceedings of the 11th World Congress in Mechanisms and Machine Science. - China. - Vol. 2. - PP. 685‒688, 2004.
Работа представлена на научную международную конференцию «Проблемы международной интеграции национальных образовательных стандартов, IV научная международная конференция» 20‒28 апреля 2009 г., Париж‒Лондон. Поступила в редакцию 03.02.2009.
Библиографическая ссылка
Кузлякина В.В. АСПЕКТЫ ФОРМИРОВАНИЯ МЕЖДУНАРОДНЫХ ИНТЕГРИРОВАННЫХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ СРЕД // Успехи современного естествознания. – 2010. – № 11. – С. 78-79;URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=15201 (дата обращения: 19.04.2024).