ПЕРСПЕКТИВА ПРЕД ВИРТУАЛНИТЕ ЛАБОРАТОРИИ В ХТМУ – СОФИЯ
Веселин Илиев, Борислав Славов
Химикотехнологичен и металургичен университет
София, 1756, бул.”Климент Охридски” №8
Фиг. 1 Начална страница на курс в eLSe
Фиг. 2 Начална страница на авторски курс
След периода на ентусиазъм в годините около 2003-та, амбициите за въвеждане на дистанционно обучение в ХТМУ-София постепенно затихват. Понастоящем усилията за развитие на електронното обучение са насочени към създаване на електронно учебно съдържание за курсовете, при които има подходящи учебен материал и преподавателски капацитет. В настоящия доклад е изложен досегашният опит в приложението на електронната платформа e-Learning Shell (Copyright® 2001-2003 Rousse University) при обучението на студентите от ХТМУ-София и условията за създаване на виртуални учебни лаборатории. Описани са причините за въвеждане на тази форма на обучение и типовете експерименти използвани в нея. Дадени са конкретни примери за виртуални експерименти от курса по Техническа механика.
Платформата eLSe се използва в ХТМУ от 2003 г. Началният етап от прилагането й в учебната работа е описан в [1]. От 2008 г. дейността по въвеждане на електронно учебно съдържание се осъществява от “Звено за електронни материали” към Заместник ректора по учебната дейност. Звеното администрира профилите на 80% от курсовете в eLSe, като ги структурира и попълва с учебно съдържание, съпътстващо основното за курса (фиг.1). Другите 20% от курсовете са авторски (фиг.2) и за тях Звеното изпълнява само общи дейности по обслужването. За стимулиране на подготовката на авторски курсове са проведени два конкурса за електронно учебно съдържание. Финансирането на дейността на Звеното е в размер на 0.1% от субсидията за издръжка на обучението.
Фиг. 3 Начална страница на виртуален експеримент за определяне на ударна жилавост
През последните години едно от направленията в които се развива електронното обучение е създаване на виртуални учебни лаборатории. Не са малко примерите за такива лаборатории по химия [2], физика [3], металургия [4], механика [5]. Въпреки неодобрението на по-вечето преподаватели, тази форма постепенно започва да намира приложение и в учебната практика на ХТМУ. Една от причините за това е недостатъчното финансиране за закупуване на ново лабораторно оборудване. Затруднено е и поддържането на старото оборудване. По-вечето апарати отдавна са излязли от производство, поради което липсват резервни части и квалифициран персонал за ремонт и поддръжка.
Друга причина за преминаване към виртуални лабораторни експерименти е силно намаленият хорариум на аудиторните занятия. Това често води до отпадане на упражнения от учебния план, съкращаване на броя на експериментите в учебните програми или запазване на броя на експериментите, но влошаване на качеството на преподаване при съкратеното аудиторно присъствие. Тези проблеми могат да бъде избягнати с въвеждане на съпътстващи виртуални експерименти, които да запознаят студентите с общите условия за провеждане на упражнението и техниката за безопасност и да облекчат индивидуалната работа в реалната лаборатория. Трябва да се спомене и това, че в учебните програми присъстват и експерименти с голяма продължителност, които не могат да бъдат проведени изцяло в аудиторните часове и досега също са провеждани виртуално без подходяща обезпеченост.
Според програмните средства и работната среда виртуалните експерименти могат да бъдат разделени на виртуални експерименти с реално оборудване, виртуални експерименти с виртуално оборудване и виртуални експерименти с програмен симулатор. При провеждане на експериментите, от факултетния номер на студента се генерират индивидуални експериментални резултати, които се обработват и представят в писмен протокол. За приложението на такива експерименти в ХТМУ-София тук са дадени примери от курса по “Техническа механика”.
Фиг. 4 Начална страница на виртуален експеримент за определяне на границата на умора
1. Виртуални експерименти с реално оборудване
При тези експерименти описанието на средствата за изпълнение (изпитвателна машина и опитни образци) става на базата на реално съществуваща лабораторна машина, с устройството и начина на действие на която студентите се запознават по време на аудиторните упражнения, предвидени в учебната програма на дисциплината (фиг.3 и фиг.4). Провеждането на експеримента се осъществява посредством симулационен модул. Такива експерименти са разработени за определяне на продължителната якост, ударната жилавост, твърдостта и якостта при променливи напрежения (умора) на конструкционните материали.
2. Виртуални експерименти с виртуално оборудване
При тези експерименти описанието на средствата за изпълнение става на базата на лабораторна машина, синтезирана в 3D графична среда(фиг.5). За запознаване със съставните части на изпитвателната машина и експерименталното определяне характеристиките на изследвания процес, на студентите се предоставят видеоклипове с графични анимации.
Фиг. 5 Начална страница на виртуален експеримент за определяне на динамичните модули на еластичност
Фиг. 6 Виртуален експеримент за определяне на характеристиките на предавателен механизъм
3. Виртуални експерименти с програмен симулатор
За провеждането на експериментите тук се използват различни обучаващи софтуерни среди, разпространявани от развитите центрове за електронно обучение (фиг.6). Често тези програми се предлагат придружени с книжно методическо ръководство, което улеснява въвеждането им в учебната практика. В упражненията по Техническа механика се използва програмата MD Solids [6] (безплатно копие на версия 1.5, разпространявано през сайта на Dept. of Mechanical Engineering, University of Alberta).
Литература
-
В. Илиев, Приложение на платформата eLSe при задочно обучение на студентите от ХТМУ-СОФИЯ. Втора национална конференция с международно участие за електронно обучение във висшето образование, 14-17 септември 2006, Китен
-
Virtual Chemistry Laboratory, Copyright 2002 Oxford University, http://www.chem.ox.ac.uk/vrchemistry/
-
Virtual Physics Laboratory , Simple Machines LLC, http://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/index.php
-
Steeluniversity, University of Liverpool,
http://steeluniversity.org
-
Virtual Laboratory for the Study of Mechanics, Masoud Rais-Rohani, http://www.ae.msstate.edu/vlsm/
-
Educational software for Mechanics of Materials, Timothy A. Philpot
http://mdsolids.com/
Сподели с приятели: |