Другие журналы

научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана

НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Издатель ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". Эл № ФС 77 - 48211.  ISSN 1994-0408

Информационные технологии при подготовке инженеров по общепрофессиональной дисциплине «Теория механизмов и машин»

#12 декабрь 2006

 УДК 378.14:531.8

К.т.н., доц. в.б.Тарабарин 

кафедра "Теория механизмов и машин", тел. 263-65-29,

waltar@bmstu.ru


В данном разделе обобщается опыт работы по созданию учебно –методического комплекса по курсу «Теория машин и механизмов» (УМК - ТММ). Комплекс содержит: сайты с учебно-методическими материалами, виртуальный лабораторный практикум, учебную фильмотеку по ТММ, электронные материалы для чтения лекций в мультимедийных аудиториях, электронную библиотеку, виртуальный музей механизмов машин. Работа по разработке УМК - ТММ ведется на кафедре ТММ с 1997 года. За это время преподавателями кафедры и студентами факультета РК разработано несколько версий сайта УМК - ТММ. Сайт располагается по адресу tmm-umk.bmstu.ru. На нем размещены: лекции доцента Тарабарина В.Б. (курс объемом 51 час), тексты шести семинаров, материалы к лабораторным работам, разделы по домашним заданиям, курсовому проектированию, прикладным программам на MathCAD, фотогалерея моделей механизмов машин и галерея основоположников ТММ, тесты по разделам динамики механизмов и механизмам с высшими парами.  За последний год материалы  сайта были пересмотрены и отредактированы, изменен дизайн большинства разделов, существенно переработаны и дополнены раздел курсового проектирования и лекции.  По-новому адресу (ранее сайт размещался по адресам library.bmstu.ru и cdlwww.bmstu.ru) удалось установить сервер «appach» и обеспечить функционирование раздела «Тесты». В настоящее время ведется подготовка материалов виртуального музея механизмов машин и виртуальной библиотеки по ТММ. Виртуальный музей будет содержать каталог филиала музея МГТУ им. Н.Э. Баумана «Кабинет моделей механизмов машин». В разделе «Виртуальная библиотека» будут размещены исторические книги и учебно-методические материалы (учебники и учебные пособия) по ТММ в форматах PDF и DJV.  Сайт предназначен для студентов факультета РК специальностей РК-6,9,10, однако его успешно используют студенты других факультетов и других специальностей

Рассмотрим материалы сайта подробнее. На рис.1 приведена титульная или домашняя страница сайта. С этой страницы можно перейти к любому из 10 разделов сайта.    Первый  раздел   «Из истории ТММ»  содержит  краткие справки о 38 ученых – основоположниках ТММ как научной дисциплины. На рис.2 приведена одна из страниц этого раздела, посвященная Роберту Виллису.   

 

 

 

Второй раздел содержит информацию об авторе курса и 23 лекции, подготовленные доцентом Тарабариным В.Б. для студентов второго курса специальности РК-6. Большая часть этих лекций (21 лекция) выполнена в формате HTML, две лекции – в формате PDF. Эти две последние лекции являются факультативными. Одна из этих лекций посвящена механизмам старинной швейной машинки «Зингер», вторая – балансировочным станкам фирмы «Шенк». Эти две лекции построены в виде обзора с большим количеством иллюстраций. Кроме лекций в разделе размещены вопросы для подготовки к экзамену. На рис.3 показаны четыре экрана из раздела сайта «Лекции»: оглавление, два фрагмента из лекций  в формате HTML и один из лекции в формате PDF.

Следующий раздел сайта – «Семинары». На семинарах и практических занятиях преподаватели  рассматривают алгоритмы решения различных типовых задач. На сайте приведены некоторые из этих задач по шести разделам курса: структурный анализ  рычажных механизмов, графическая и аналитическая (метод проекций векторного контура) кинематика, кинетостатика рычажных механизмов, кинематический анализ и синтез типовых планетарных механизмов, элементы эвольвентных зубчатых колес и передач. Первые четыре семинара обычно проводятся с использованием одной структурной схемы шестизвенного рычажного механизма. В примерах на сайте это выдержано в семинарах 2,3 и 4. В них используется шестизвенный механизм с двумя диадами (ВВВ и ПВП).

 

 


Раздел «Домашние задания» (Рис.4) содержит  исходные данные к 32 вариантам заданий, два учебных пособия по выполнению домашних заданий (разных авторов), примеры выполнения ДЗ в среде MathCAD и примеры его оформления в среде AutoCAD.

 

 

 


В разделе «Курсовое проектирование» (Рис.5) приведены требования к содержанию и оформлению курсового проекта, справочные данные по единицам измерения, зубчатым передачам, планетарным и кулачковым механизмам. Здесь приводятся задания на курсовой проект для 60 вариантов, а также электронные версии учебных пособий по курсовому проекту, примеры выполнения курсового проекта с использованием MathCAD, AutoCAD и Компас 5.09, ГОСТы на кинематические схемы и диаграммы, требования  к оформлению расчетно-пояснительной записки. 

 

 


Раздел «Прикладные программы» содержит набор программ для решения типовых задач курса ТММ.  Программы выполнены в среде MathCAD 2000. В последней версии сайта данный раздел содержит  программы по: метрическому синтезу рычажных механизмов, кинематическому анализу простейших рычажных механизмов, динамическому исследованию поршневого насоса, расчету эвольвентной зубчатой передачи и метрическому синтезу кулачкового механизма. Для использования этих программ на компьютере пользователя должен быть установлен MathCAD версии 2001i или выше. Программы на MathCAD удобны и наглядны, запись математических выражений максимально приближена к форме, принятой в математике. В ходе решения, полученные результаты представляются в виде диаграмм и графиков. Если текст программы на MathCAD оформить должным образом и дополнить необходимыми текстовыми комментариями, то в курсовом проекте он может служить разделом расчетно-пояснительной записки. Страница сайта из раздела «Прикладные программы» приведена на рис.6.

 

 

 

 

Раздел по лабораторным работам (Рис.7) содержит бланки отчетов из лабораторного журнала по ТММ и методические указания к восьми лабораторным работам, выполняемым в четвертом семестре всеми студентами, изучающими курс ТММ. Здесь же дана информация о новой типовой учебной лаборатории, разработанной кафедрой ТММ МГТУ им. Баумана совместно с Росучприбором. Приведены фотографии опытных образцов лабораторных установок, дано их краткое описание.

 

 


Раздел «Тесты» (Рис.8) предназначен для предварительного тестирования студентов перед проведением рубежного контроля. Раздел содержит материалы для рубежного контроля по разделам: 1 - динамика машинного агрегата, 2 - типовые механизмы с высшими парами. Предусмотрены два режима работы с программой: контроль и обучение. В билете на заданный вопрос предлагается пять вариантов ответа, из которых необходимо выбрать один правильный или неправильный. При входе в раздел студент должен зарегистрироваться, указав имя, адрес электронной почты и группу. Результаты тестирования запоминаются в файлах статистики и доступны только для  преподавателя.

 

 

 

Важным и очень полезным является раздел УМК «Фотогалерея» в котором представлены фотографии моделей различных механизмов из коллекции кафедры ТММ МГТУ им. Баумана (Рис.9). Каждая фотография сопровождается краткой аннотацией с описанием механизма. В рассматриваемой версии содержится 110 таких фотографий. Всего коллекция кафедры ТММ МГТУ им. Н.Э. Баумана насчитывает около 400 моделей. В дальнейшем этот раздел сайта будет переработан в виртуальный музей механизмов. В него планируется включить информацию  о коллекциях моделей механизмов других ВУЗов. Кроме того, в этом разделе сайта будут сделаны ссылки на существующие виртуальные музеи механизмов: музей Корнельского университета в США, музей Университета в Турине (Италия) и музей Университета в Киото (Япония).  В ближайшем будущем кроме фотографий в разделе будут размещены небольшие клипы,  демонстрирующие модели в движении.

 

 

 

Назначение самого «молодого» раздела сайта «Библиотека» -  обеспечение доступа к редким историческим книгам по ТММ, а так же к учебникам, учебным пособиям и методическим указаниями прошлых лет издания (Рис.10). В нем хранятся издания, переведенные в электронный вид разработчиками сайта. Разработанная студентами кафедры РК-6 методика обработки изображений с последовательным использованием программ ABBYY FineReader 7.0  и Adobe Photoshop 7, обеспечила хорошее качество изображения при малых размерах файлов. Книги после сканирования и обработки сохранялись в формате *.djv с помощью программы DjVu Solo 3.1. Это позволило обеспечить размер архивного файла около 6-7 Мб для книги объемом около 300 страниц.   В первой версии библиотеки содержатся два раздела: «Исторический» и «Учебный». В настоящее время библиотека содержит готовых 11 электронных книг, примерно столько же находится в процессе обработки. В разделе приводятся ссылки на сайты электронных библиотек, содержащих книги по ТММ и истории механики, в частности на сайт Корнельского университета (США).

          В последнем разделе сайта «Контакты» содержатся сведения о студентах принимавших участие в разработке сайта. Здесь указаны сроки выполнения работы, фамилии и имена разработчиков, их координаты (E-mail).

Первая версия сайта УМК-ТММ была размещена на сервере кафедры РК-6 в декабре 1999 года. С весны 2000 года студенты стали использовать ее. Появление в Интернете конспекта лекций на первом этапе резко снизило посещаемость лекций. Поэтому потребовались дополнительные мероприятия для ее повышения. Нужно было объяснить студенту, что наличие учебников и учебных пособий не решает проблем в освоении изучаемого учебного курса, что для успешного освоения учебной программы необходим весь комплекс учебных занятий: лекции, семинары, лабораторные работы, домашние задания и самое главное самостоятельная работа. Конечно, это не убедило некоторую часть студентов. В результате на экзамене потенциально сильные студенты показали посредственные результаты. Все это только подтвердило  необходимость посещения и конспектирования лекций. Конспект лекции, записанный студентом своими словами и снабженный вычерченными им схемами и рисунками, является необходимым связующим звеном между лекциями и учебником. Необходимо отметить, что при изучении  общеинженерных дисциплин студент на лекции должен обязательно сам выполнять чертежи и схемы. Использование раздаточного материала вредно, так как студент сразу получает результат и не участвует в процессе создания схемы или чертежа, не осваивает последовательность или «технологию» его изготовления. Функция электронного конспекта лекций – это дополнение, расширение и уточнение конспекта студента. Максимально приближенный к читаемому лекционному курсу, сохраняющий индивидуальные особенности изложения курса данным преподавателем электронный конспект при очном обучении является важным звеном между конспектом студента и учебником. Совершенно другие функции электронный конспект выполняет при заочном обучении. Значительно более компактный, чем существующие учебники, созданный не коллективом, а одним автором конспект является важным дополнением к существующим средствам обучения. Для выяснения возникающих вопросов и консультаций студент заочник должен иметь виртуальную связь с автором. Желательно, чтобы контрольные работы и экзамены принимались этим преподавателем.

Опыт эксплуатации остальных разделов сайта в целом положительный. Однако необходимо отметить, что учебные сайты должны иметь профессиональную поддержку. Работа по разработке, модернизации и эксплуатации сайта должна быть включена в часы первой половины учебного плана преподавателя. Кроме преподавателя необходимы инженеры-программисты, вэб-дизайнеры, операторы и другие специалисты, так как не только содержание, но и внешний вид страниц учебных сайтов должен отвечать современным требованиям.  Созданные разделы должны проходить тщательное редактирование, так как неизбежные опечатки, недоработки и ошибки существенно осложняют дальнейшую работу преподавателя, хотя в определенном смысле, они играют и положительную роль.

Описанная в данной статье версия сайта УМК по ТММ является последней по времени, но далеко не окончательной стадией комплексной разработки. Последующие версии будут существенно расширены. В частности планируется ввести следующие разделы: задачник, виртуальные экскурсии, виртуальные лабораторные работы и другие, а также переработать и дополнить уже имеющиеся разделы. Планируется разработка двух версий УМК: сетевой – в виде сайтов на серверах МГТУ и персональной – на CD-диске. В версии на CD планируется приложение в виде набора компьютерных версий учебных кинофильмов.

Автор выражает благодарность студентам специальностей "Системы автоматизированного проектирования" и "Робототехнические системы", принявшим активное участие в разработке различных разделов сайта УМК-ТММ.

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.          Теория механизмов и механика машин: Учеб. для втузов/К.В. Фролов, С.А. Попов, А.К. Мусатов и др.; Под ред. К.В. Фролова. – 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Высш. шк.,1998. – 496 с., ил.

2.          Попов С.А.  Тимофеев Г.А. Курсовое проектирование по теории механизмов и механике машин: Учеб. пособие для машиностроит. спец. вузов/  Под ред. К.В. Фролова. – М.: Высш. шк., 1999. – 351 с., ил.            

3.          Тарабарин В.Б., Кузенков В.В., Фурсяк Ф.И. Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу ТММ. - М.: Изд-во МГТУ, 2000. - 75с., ил.      

4.          Артоболевский И.И., Эдельштейн Б.В. Сборник задач по теории механизмов и машин. Гл. ред. физ.-мат. литературы изд. «Наука», 1975.- 256 с., ил.

Поделиться:
 
ПОИСК
 
elibrary crossref ulrichsweb neicon rusycon
 
ЮБИЛЕИ
ФОТОРЕПОРТАЖИ
 
СОБЫТИЯ
 
НОВОСТНАЯ ЛЕНТА



Авторы
Пресс-релизы
Библиотека
Конференции
Выставки
О проекте
Rambler's Top100
Телефон: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)
  RSS
© 2003-2020 «Наука и образование»
Перепечатка материалов журнала без согласования с редакцией запрещена
 Тел.: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)