По сопротивлению материалов

Бурное развитие информационных технологий вызвало объективную необходимость компьютеризации учебных занятий по общетехническим дисциплинам, к числу которых относится курс «Сопротивление материалов», включающий учебный материал повышенной сложности, с большим объемом теоретических понятий и разнообразных контролируемых тренировочных действий. На наш взгляд, преодолением этих трудностей соответствует электронный учебник, который объединяет достоинства традиционных учебников и возможности компьютерных технологий. Такой учебник обеспечивает возможность самостоятельно осваивать учебный курс или его большой раздел, соединяет в себе свойства обычного учебника, справочника, задачника и лабораторного практикума. Он должен быть реализован в виде книги с комплектом дискет, при этом книга содержит изложение теории, а дискеты – различные компьютеризированные программы.

Разработке содержания и электронного обеспечения курса сопротивления материалов предшествовала предварительная работа по структурированию материала, методическому обеспечению различных видов занятий с записью на электронных носителях, наглядных и программных средств для комплекса учебных занятий, что способствовало более успешному освоению наиболее трудно усваиваемой студентами учебной дисциплины – сопротивление материалов.

На основе разработанных методических пособий по изучению курса и компьютеризированных методических средств нами создан электронный учебник по сопротивлению материалов, который включает в себя следующие разделы: информационный, обучающий, контролирующий и справочный. Рассмотрим особенности содержания каждого раздела.

Информационный раздел содержит программу курса, в которой определены цели и задачи, выделены знания и умения, содержание текущего и итогового контроля, приведен список основной, дополнительной литературы и других информационных источников.

Перечень основных обозначений величин и их, наиболее употребляемых единиц измерения, встречающихся в учебнике, дает возможность пользователю на любой стадии применения формул проверить правильность применяемых единиц измерения и выполнить вычисления в согласованных единицах.

Конспект лекционного материала, представленный в электронном учебнике содержит минимум теоретических сведений по каждой дидактической единице, текст набран крупным шрифтом, что не приводит к утомлению при длительном его чтении и не снижает восприятия и усвоения теоретического материала. Выделение в конспекте лекций другим цветом понятий и формул, графических изображений, что особенно важно, когда преподаватель при чтении лекции использует вкрапление отдельных фрагментов электронного учебника, активизирует внимание студентов и повышает мотивацию обучения. Студенты также будут более эффективно усваивать материала курса при использовании готового электронного конспекта лекций

Словарь понятий и терминов в информационном разделе электронного учебника служит базой для обеспечения различных видов учебных занятий. С этой целью для успешного их освоения применяются компьютеризированные программы при проверке знаний по теоретическому материалу и лабораторным работам.

Обучающий раздел включает методические рекомендации по изучению курса и вопросы для самопроверки по всем темам программы, компьютерную программу для решения задач, лабораторные работы и методические рекомендации по их выполнению с программным компьютеризированным комплексом «Лабораторные работы», основные сведения о программно-вычислительном комплексе MATHCAD.

Методические рекомендации по изучению курса рассматривают, как необходимо изучать каждую тему, на что следует обратить особое внимание. Ответы на вопросы для самопроверки студенты могут дать, используя конспект лекций, словарь понятий и терминов. С их помощью они осуществляют самоконтроль усвоения учебного материала каждой темы.

Решение задач при изучении курса «Сопротивление материалов» требует нередко проведения значительных работ от расчета по формулам до решения алгебраических и дифференциальных уравнений. Эта кропотливая и трудоемкая работа после знакомства и освоения вычислительного комплекса МАТНСАD может быть существенно облегчена, так как он обладает большими вычислительными возможностями, имеет множество встроенных функций, которые применяются для записи аналитических выражений внутренних силовых факторов, нормальных напряжений, упругих деформаций, обеспечивает построение графиков и существенно облегчает решение задач при выполнении прочностных расчетов. В электронном учебнике рассматривается решение задач с методическими пояснениями, а затем используется методический комплекс МАТНСАD для решения этих же задач и проверке полученных результатов.

Контролирующий раздел включает компьютеризированные программы по проверке:

– основных понятий курса «Сопротивление материалов»;

– знаний по лабораторным работам;

– выполнения расчетно-графических заданий;

– остаточных знаний;

– знаний по всему курсу.

За исключением программы выполнения расчетно-графических заданий, которые индивидуализированы, все остальные компьютерные программы представляют собой тесты для проверки знаний и умений.

Тест для проверки знаний по всему курсу применяется для определения степени усвоения основных понятий, расчетных зависимостей, формул, механических характеристик материалов, умений определять внутренние силовые факторы при различных деформациях, определять прочные размеры поперечных сечений и безопасно прикладываемую внешнюю нагрузку. Значительная часть заданий сопровождается графическими изображениями и включает типовые задания на применение теоретического материала на втором уровне усвоения – выполнение алгоритмических действий по решению задач. Для установки этой программы достаточно скопировать с СD каталог keep soft на рабочий диск в корневой каталог С:/Program Files/ Программа запускается файлом Stimulator exe. Далее появляется окно, в котором необходимо выбрать тему (вариант). В каждом из вариантов предложено по 31 вопросу. После окончания тестирования на экране выводится окно с результатами. Аналогичные правила пользования с другими программами, которые приведены в электронном учебнике.

Справочный раздел включает сведения, необходимые при решении задач, которые вводятся на экран дисплея, в расчетные уравнения (площади поперечных сечений, моменты инерции, моменты сопротивления и другие характеристики плоских сечений); при выполнении лабораторных, расчетно-графических и выпускных квалификационных работ, механические характеристики материалов, ориентировочные величины основных допускаемых напряжений и геометрические характеристики прокатных профилей.

Целесообразность использования разработанного нами электронного учебника для методического обеспечения всех видов учебных занятий, применяющихся в процессе изучения курса сопротивления материалов обусловлена тем, что достигается повышение качества обучения и экономия времени, так как студенту не надо искать по отдельности учебник, задачник, методические указания по изучению курса, справочные материалы по прикладной механике.

СБОРНИК СТУДЕНЧЕСКИХ РАБОТ

Выпуск 1

Редактор А. А. Гилева

Компьютерная верстка С. В. Горбуновой

Подписано в печать …..2007. Формат 60×84 1/16. Бумага для множительных аппаратов. Гарнитура «Таймс». Печать офсетная (на ризографе). Усл. печ. л. ….. Уч.-изд. л. ….. Тираж …. экз. Заказ №  .

Оригинал-макет изготовлен в РИО НТГСПА.

Отдел издательских и множительных систем НТГСПА.

Адрес: 622031, Нижний Тагил, ул. Красногвардейская, 57.