Г. И. Шабанов, Н. И. Наумкин. Принцип выделения информационных содержательных линий

ИНФОРМАТИЗАЦИЯ ОБРАЗОВАНИЯ

ПРИНЦИП ВЫДЕЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ СОДЕРЖАТЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ В ДИСЦИПЛИНАХ ИНЖЕНЕРНЫХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ ВУЗОВ

Г. И. Шабанов, профессор кафедры систем автоматизированного проектирования МГУ им. Н. П.Огарева,

Н. И. Наумкин, доцент кафедры основ конструирования механизмов и машин МГУ им. Н. 77. Огарева

В статье рассматривается принцип выделения и наполнения информационно-профессиональных содержательных линий в циклах дисциплин инженерных специальностей вузов. Показаны этапы реализации содержательных линий «алгоритм», «модель», «проект» в общетехнической дисциплине «Детали машин и основы конструирования». Построены экспериментальные зависимости функционирования содержательных линий на информационно-пропедевтическом, учебно-исследовательском и учебно-про-ектном уровнях комплексной информационно-образовательной базы.

Усиление роли информации, знаний в общественном развитии, постепенное превращение их в основной «капитал» личности принципиально изменяют место инженерного образования в структуре общественной жизни. Прежде всего это относится к тем дисциплинам учебного плана, которые обеспечивают принципы интеграции информационных, фундаментальных и профессионально направленных знаний.

При узком взгляде на образовательные учебные планы инженерных специальностей к таким дисциплинам относятся:

— информатика (как наука, имеющая отношение к сбору, передаче, хранению, обработке и отображению информации) — фундаментальная, системообразующая информационная дисциплина, представляющая естественно-научный цикл;

— математическое моделирование (процесс создания модели и оперирование ею с целью получения сведений о реальном объекте) — входящая в общетехнический цикл;

— системы автоматизированного проектирования (организационно-технические системы, состоящие из комплексов средств автоматизации проектирования, взаимодействующих с подразделениями проектных организаций и выполняющих автоматизированное проектирование) — представляющая специальный цикл.

Две последние — профессионально ориентированные учебные дисциплины, в которых прикладные информационные аспекты рассматриваются как инструмент, используемый в конкретной инженерной специальности.

При широком взгляде на предметы учебного плана конкретной инженерной специальности, обучение которым может производиться на информационной основе, к ним можно отнести курсы, в той или иной форме допускающие частичную или полную автоматизацию обработки информации. Такой особенностью обладают практически все учебные курсы технических специальностей, позволяющие использовать средства информационных технологий — от вычислительных алгоритмов, компьютерных расчетов в есте-ственно-научных дисциплинах до автоматизации моделирования и проектирования в общетехнических и специальных циклах дисциплин, включая курсовые и дипломные проекты. Как модель подготовки будущих инженеров может рассматриваться иерархическая структура обучения, в которой содержание дисциплин различных циклов включает «локальные» и «корпоративные» содержательные линии алгоритм, модель, проект, реализованные в соответствии с описанным ниже образовательным маршрутом.

1. Содержательная линия алгоритм позволяет студенту инженер-

<ЭТ. И. Шабанов, Н. И. Наумкин, 2005

ной специальности получить пропедевтические информационно-алгоритмические знания {определение и хранение информации, информационные процессы, представление информации, представление данных, системное и прикладное программное обеспечение, алгоритмизация процессов, языки программирования, технологии работы с текстовой информацией, сетевые информационные технологии, обработка структурированных данных и числовые расчеты, технологии работы с графической информацией}.

2. Содержательная линия модель дает студенту возможность сформировать и развить системное информационно-техническое мировоззрение, интегрировать знания по различным дисциплинам учебного плана, получить навыки работы со специальными моделирующими программами {упрощенное подобие реального объекта, физические модели (макеты); информационные и графические модели (схемы, чертежи, графики, графы, сети, деревья), модели иерархической системы (реализуются в иерархических и сетевых базах данных), вербальные модели (описание на естественном языке, табличные, реляционные), объектно-информационные модели, инкапсуляция(объединение) параметров объекта и действий над ним (реализуются в объектно-ориентированном программировании, прикладном и системном программном обеспечении), математические модели (математические соотношения между количественными характеристиками объекта моделирования — реализуются средствами электронных таблиц, математических пакетов, языков программирования), модели знаний (продукционные и логические модели, факты, правила, язык Пролог), семантические сети: фреймы, база знаний, модель знаний на компьютере}.

3. Содержательная линия проект позволяет студенту инженерной специальности развить конструкторское мышление, получить технологические

знания и навыки работы с учебно-проектными комплексами (CAD/CAM/ CAE-системами), необходимые для выполнения курсовых и дипломных проектов на современном уровне {про-ектно-конструкторское обеспечение типовых процедур анализа технических объектов (автоматизация системного, схемотехнического, технологического, геометрического, конструкторского, функционально-логического проектирования), математическое обеспечение процедур проектных решений (методы функционального анализа: алгоритмы, модели, численные методы), методы структурного и параметрического синтеза, методы оптимизации}.

В структуре учебных предметов общетехнические дисциплины являются связующим звеном между естественнонаучным и специальным циклами. В системе технологической подготовки инженеров особая роль отводится курсу «Детали машин и основы конструирования». При обучении данной дисциплине на комплексной информационно-образовательной базе1 (КИОБ) информационно-профессиональное содержание последней имеет ряд особенностей.

1. Выделение информационно-тематических составляющих курса и их реализация на различных уровнях:

— информационно-пропедевтическом: выбор расчетных методик и алгоритмов решения, подбор материалов деталей по критериям прочности и долговечности, поиск технологических стандартов в архиве базы данных;

— учебно-исследовательском', формирование моделей исследования физико-механических свойств деталей в процессе работы в составе машин;

— учебно-проектном: конструирование и проектирование деталей и сборочных единиц с оптимальными массогеометрическими и технико-экономическими показателями.

2. Учет в содержании курса интегрированной взаимосвязи фундаментальных, прикладных и информационных знаний.

3. Реализация информационно-профессионального содержания курса, определенного исходя из анализа межпредметных и внутрипредметных связей, во всех формах учебных занятий.

Рассмотрим фрагмент построения информационно-профессионального содержания курса «Детали машин и основы конструирования» на образовательных уровнях КИОБ (рисунок).

Информационно-пропедевтический

уровень

Принципы организации и формирования электронного архива: а) машиностроительных материалов (чугунов, сталей, сплавов); б) допусков и посадок; в) соединений (сварных, заклепочных, паяных, клеевых, с натягом, кольцами и планками, резьбовых, клиновых, штифтовых, шпоночных, шлицевых, профильных).

Формирование алгоритмов линейной, разветвляющейся и циклической структур, осуществляющих: а) расчет деталей машин на прочность, жесткость, износостойкость, теплостойкость, виброустойчивость, надежность; б) расчет передач (зубчатых, червячных, цепных, фрикционных, ременных, «винт-гайка»); в) формирование алгоритмов расчета подшипников (качения, скольжения); г) расчет

пружин (витых цилиндрических, фасонных, тарельчатых, неметаллических); д) расчет муфт (компенсирующих, подвижных, упругих, сцепных, фрикционных, скольжения).

Учебно-исследовательский уровень Уровни моделирования динамических процессов механизмов в различных эксплуатационных режимах: а) микроуровень (методы конечных элементов и конечных разностей); б) макроуровень (методы эквивалентирования и функционирования); в) метауровень (методы событийности).

Моделирование и исследование технических устройств с передачами: а) зубчатыми (цилиндрическими, планерными, волновыми); б) червячными (цилиндрическими, витковыми, глобоидными); в) цепными; г) ременными (клиноременными, плоскоременными); д) «винт-гай-ка», смешанной структуры (зубчато-чер-вячными, зубчато-ременными).

Учебно-проектный уровень Обеспечение систем автоматизированного проектирования машин: а) математическое; б) техническое; в) методическое; г) программное; д) информационное; е) лингвистическое; ж) организационное.

из

О

К

N

X

аЗ

К

К

а

и

Рч

К

ч

о

ч:

70

60

50

40

30

20-

10

т

А----------т-

Лекции Лабораторные работы Курсовые проекты

Уровни КИОБ:

информационно-пропедевтический  учебно-исследовательский  учебно-проектный

Информационно-профессиональное содержание на уровнях КИОБ

Проектно-конструкторские направления в области машиностроения: а) системы автоматизации геометрического моделирования (CAD — Computer Aided Design); б) системы автоматизации технологических процессов (САМ — Computer Aided Manufacturing); в) системы анализа и оптимизации (САЕ — Computer Aided Engineering).

Автоматизация проектирования редукторов: а) зубчатых; б) червячных; в) смешанной структуры; г) транспортных механизмов.

Реализация «локальных» и «корпоративных» тематических модулей в содержательных линиях алгоритм, модель, проект позволяет значительно усилить информационно-профессиональные межпредметные и внутрипредметные связи конкретной инженерной специальности. Например, статистический анализ учебных планов машиностроительных специ-

альностей ряда вузов позволил установить соотношение между информационно-профессиональным содержанием на различных образовательных уровнях КИОБ.

Таким образом, выделение и реализация информационно-профессиональных содержательных линий в дисциплинах различных циклов при обучении студентов технических специальностей на комплексной информационно-образовательной базе позволяет повысить качество подготовки инженерных кадров и удовлетворить потребности современных высокотехнологичных предприятий.

ПРИМЕЧАНИЕ

1 См.: Шабанов Г. И. Модель обучения общетехническим дисциплинам на комплексной информационно-образовательной базе при подготовке инженерных кадров / Г. И. Шабанов // ПО. 2005. № 3, С, 181—185.

Поступила 18.05.05.

ИНФОРМАЦИОННАЯ ПОДДЕРЖКА И ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ РЕСУРС В СЕТИ ИНТЕРНЕТ ДЛЯ ЛИЦ С ОГРАНИЧЕННЫМИ ВОЗМОЖНОСТЯМИ*

С. В. Попутин, зам. директора по пауке НИИ региопологии при МГУ им. Н. П. Огарева, профессор,

А. В. Захряпин, старший научный сотрудник кафедры философии для гуманитарных факультетов МГУ им. Н. 77. Огарева,

А. В. Родняков, редактор журнала «Интеграция образования»

В статье рассматриваются вопросы информационной поддержки лиц с ограниченными возможностями в русскоязычном секторе Интернета. Предлагается методика построения регионального реабилитационного портала с выделением необходимых структурных компонентов. Особое внимание уделяется методике построения образовательного блока портала с использованием технологий компьютерного дистанционного обучения как одной из альтернатив существующим на сегодняшний день реабилитационным программам в области образования в рамках становления глобального информационного общества.

Наблюдающееся в последние годы щества. Эти технологии становятся ин-

бурное развитие компьютерной техники струментом, изменяющим и совершен-

и информационных технологий, одним из ствующим связи внутри социума, способ-

результатов которого явилось образова- ствующим более легкому и качествен-

ние глобальной сети Интернет, оказало ному обмену информацией. Деятель-

значительное влияние на все сферы об- ность человека переносится в сеть, где

* Исследование выполнено в рамках ведомственной научной программы Минобрнауки «Развитие научного потенциала высшей школы» (проект № 11642).

© С, В. Полутин, А, В. Захряпин, А. В. Родняков, 2005