Схема оценивания повторного экзаменационного теста по;pdf

Инженерные науки
Виртуальные лабораторные работы
Авторы – Иванова А.А., студентка УГТУ, г.Ухта
Кузичев К.Ю., студент УГТУ, г. Ухта
Свинухова А.О., студентка УГТУ, г.Ухта
Научный руководитель – Пельмегов Р.В., программист ИВЦ, г.Ухта
Современное общество неразрывно связано с процессом информатизации. Мы видим повсеместное внедрение новых и новейших компьютерных
технологий. При этом одно из направлений процесса информатизации это информатизация образования. В учебном процессе все большее внимание уделяется использованию информационных технологий. Современные средства визуализации и интерактивность позволяют детально иллюстрировать любой
процесс.
При изучении физико-химических и механических процессов большое
значение имеет выполнение натурного эксперимента в лабораторных условиях.
Однако существует множество опасных и дорогостоящих экспериментов, выполнение которых затруднительно или невозможно на имеющейся материальной базе образовательного учреждения. Кроме того, выполнение лабораторного
практикума часто невозможно при дистанционной форме обучения.
В связи с этим представляется актуальной разработка виртуальных лабораторных работ. С использованием средств компьютерного моделирования может быть создана виртуальная среда, имитирующая реальные приборы и процессы, с которой взаимодействует пользователь.
Отличие от натурного эксперимента заключается в том, что экспериментатор не «крутит ручки» измерительных приборов. Это различие постепенно
стирается, так как современные сложные установки для эксперимента, как правило, имеют компьютеризированное управление. В рамках этой технологии
можно использовать виртуальную лабораторию и для отработки допуска к работе на реальной дорогостоящей или опасной установке.
В студенческой лаборатории кафедры АИС ведутся разработки виртуальных лабораторных работ по направлениям: ядерная физика, химия, оборудование тепло-газокоммуникации.
Разработки ведутся с целью представления широкого модельного ряда
приборов и проведения экспериментов не возможных при текущем техническом оснащении учебных лабораторий. Так же данные лабораторные работы
можно будет проводить дистанционно, что повысит качество дистанционного
образования.
Все лабораторные работы — это виртуальные симуляторы учебных приборов, воспроизводящие физическую модель реального прибора и визуально не
отличающие от аналога. В моделях учтена случайная ошибка, вносящая погрешность в результат, благодаря чему результаты, полученные разными студентами отличны друг от друга, как и при проведении работы на реальных
установках. Все приложения создаются способными взаимодействовать с вебсервером, что в дальнейшем позволит достаточно просто произвести их интеграцию с существующей Системой дистанционного образования УГТУ. Каждая
лабораторная работа создаѐтся под руководством преподавателей профилирующих кафедр.
Реализация проекта проводится средствами Unity3D (Рис. 1). Unity3D это
мультиплатформенный инструмент для разработки двух- и трѐхмерный приложений. Созданные с помощью Unity3D приложения работают под операционными системами Windows, OS X, Windows Phone, Android, Apple iOS, Linux.
Благодаря плееру подключаемому к браузеру возможна разработка вебприложений. Сценарии программируются на языке С# платформы Mono. Unity3D так же поддерживает языки JavaScript и Boo.
Рис. 1 – Интерфейс Unity
Качества Unity3D значительно упрощающие процесс разработки приложений:

Unity3D полностью связан со средой разработки, что
позволяет прямо в редакторе испытывать приложение;

Настраиваемый интерфейс редактора (Рис. 2);

Работа с ресурсами возможна через простой Drag&Drop;

Осуществлена система наследования объектов;

Поддержка импорта из очень большого количества
форматов;
Рис. 2 – Возможная конфигурация интерфейса
Геометрия объектов выполняется с помощью пакета Autodesk Maya (Рис.
3), который стал стандартом 3D графики.
Рис. 3 – Созданный в Maya газовый фильтр
Таким образом для кафедры физики созданы работы по ядерной физике:
«Опыт резерфорда», «Определение радиуса ядра», «Определение периода полураспада» (Рис. 4).
Рис. 4 – Лабораторные работы по ядерной физике
Для кафедры химии разработаны лабораторные: «Определения концентрации раствора», «Наблюдения химической кинетики», «Реакции ионного обмена» (Рис. 5).
Рис. 5 – Лабораторные работы по химии
Для кафедры ТГВ лабораторные работы позволяют работать с регуляторами давления газов, предохранительными запорными клапанами, газовыми
фильтрами (Рис. 6).
Рис. 6 – Лабораторные для кафедры ТГВ