Информатизация инженерного образования (выпуск 3)

КОМПЬЮТЕРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО КУРСУ «ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ»

Авторы: П.А. Бутырин, М.П. Жохова, В.В. Каратаев, А.Н. Киселев, И.С. Козьмина

Направление энергетика; энергетическое машиностроение и электротехника

подготовки:

Дисциплина: Теоретические основы электротехники

Адрес ресурса: http://eltech.mpei.ac.ru/webbaps/toe/complex.htm

Контактная 111250 Москва ул. Красноказарменная д.14 МЭИ (ТУ), информация: кафедра теоретических основ электротехники, тел. (495) 673-4251

165

Состав ресурса

Включает описание 11 лабораторных работ (электронная версия в формате HTML и Word).

Виды занятий, поддерживаемые ресурсом

Проведение практических занятий в группе или самостоятельно.

Формы обучения, поддерживаемые ресурсом

Предназначен для использования при очной, очно-дистанционной и дистанционной формах обучения.

Методические указания по применению ресурса

Курс «Информационные технологии электротехники» (ИТЭ) читается студентам института электротехники МЭИ (ТУ) в третьем семестре параллельно с первой частью фундаментального для электротехнического образования курса теоретических основ электротехники (ТОЭ). Курс сопровождается компьютерным практикумом, проводимым в лаборатории виртуальных инструментов электротехники кафедры ТОЭ МЭИ (ТУ).

Требования к оборудованию для работы с ресурсом

На стороне пользователя: ПК с процессором с частотой не менее 300 МГц, объемом оперативной памяти не менее 64 Мб. Для большей доступности курса большинство практических заданий ограничивается в пособии исследованием чисто виртуальных объектов, что не требует приобретения специальной материальной части (аналогово-цифровых преобразователей и т.д.).

Требования к программному обеспечению

На стороне студента и преподавателя: операционная система Windows 98/ Me/2000/XP, браузер Internet Explorer.

Краткое описание ресурса

Данный электронный ресурс содержит компьютерный практикум, включающий 11 лабораторных работ. Компьютерный практикум знакомит с современными средствами автоматизации физических экспериментов и измерений, а также с наиболее эффективными пакетами программ расчета электрических цепей и электромагнитных полей (Qfield, Design Center (MicroSim 8.0), LabVIEW, Matlab).

Условия применения и распространения ресурса

Компьютерный практикум входит в состав учебного пособия «Информационные технологии электротехники» по курсу «Информационные технологии электротехники», подготовленного на кафедре «Теоретические основы электротехники» при поддержке РФФИ, грант 05-08-01480. Пособие рекомендовано Научно-методическим советом по электротехнике и электронике Министерства образования и Науки РФ в качестве учебного пособия для подготовки студентов высших учебных заведений и издано в Издательском доме МЭИ в 2007 г.

166

ЭЛЕКТРОННЫЙ УЧЕБНИК «АВТОМАТИЗАЦИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ЭКСПЕРИМЕНТА: КОМПЬЮТЕРНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ И ВИРТУАЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ НА ОСНОВЕ LabVIEW 7»

Авторы: П.А. Бутырин, Т.А. Васьковская, В.В. Каратаев, С.В. Материкин

Направление информатика и вычислительная техника

подготовки:

Дисциплина: управление техническими процессами

Адрес ресурса: http://eltech.mpei.ac.ru/webbaps/toe

Контактная 111250, Москва, ул . Красноказарменная, д. 14, МЭИ (ТУ), информация: кафедра теоретических основ электротехники, тел.: (495) 673-4251

167

Состав ресурса

Ресурс состоит из 30 глав (лекций). Каждая глава содержит информацию о тех или иных возможностях LabVIEW и практические задания, выполнение которых необходимо для усвоения теоретического материала и решения задач исследования физических процессов и управления ими.

Виды занятий, поддерживаемые ресурсом

Изучение теоретического материала в группе или самостоятельно. Проведение практических занятий.

Формы обучения, поддерживаемые ресурсом

Предназначен для использования при очной, очно-дистанционной и дистанционной формах обучения.

Требования к оборудованию для работы с ресурсом

Персональный компьютер с процессором с частотой не менее 300 МГц, объемом оперативной памяти не менее 64 Мб.

Для большей доступности курса большинство практических заданий ограничиваются в пособии исследованием чисто виртуальных объектов, что не требует приобретения специальной материальной части (аналого-цифровых преобразователей и т.п.).

Требования к программному обеспечению

На стороне студента и преподавателя: браузер Internet Explorer, операционная система Windows 98/Me/2000/XP.

Краткое описание ресурса

Материал пособия условно можно разделить на три части. В первой из них (лекции 1—17) даются основные сведения о среде LabVIEW и ее возможностях, а также об исследовании виртуальных объектов с помощью математического моделирования. Вторая часть (лекции 18—23) посвящена построению виртуальных приборов для проведения измерений в реальных физических устройствах, в частности, дано описание лабораторной установки VIS, разработанной корпорацией National Instruments. В третьей части (лекции 24—30) описываются техника и методика работы с большими проектами в среде LabVIEW.

Условия применения и распространения ресурса

Книга «Автоматизация физических исследований и эксперимента: компьютерные измерения и виртуальные приборы на основе LabVIEW 7 (30 лекций)» издана в Издательстве ДМК, Москва, в 2005 году и рекомендована Учебнометодическим объединением по университетскому политехническому образованию в качестве учебного пособия. Прилагается электронная версия данной книги.

168

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС «ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА»

Авторы: Э.В. Кузнецов, В.И. Киселев, Е.И. Рослякова

Направления для всех направлений подготовки бакалавров в области техники и техно-

подготовки: логий

Дисциплина: электротехника и электроника

Адрес ресурса: http://www.get-eti.umk.ru

Контактная 111250, Москва, ул . Красноказарменная, д. 14, МЭИ (ТУ), информация: кафедра электротехники и интроскопии,

тел.: (495) 362-7747, е-mail: eti@eti.mpei.ac.ru

169

Состав ресурса

В состав учебно-методического комплекса «Электротехника и электроника» входят:

•электронный учебник (17 п.л. с примерами, упражнениями, демонстрациями на MathCAD и Electronics WorkBench, с набором 166 расчетных заданий для самопроверки по каждой подтеме, с глоссарием);

•учебник «Электротехника и электроника». Кн. 1. Электрические и магнитные цепи / под ред. В.Г. Герасимова. — М.: Энергоатомиздат, 1996;

•виртуальный лабораторный практикум из 36 многовариантных заданий по лабораторным работам;

•подсистема проверки знаний, содержащая 18 контрольных заданий по темам и 10 вариантов тестовых заданий из 30 вопросов каждый.

Виды занятий, поддерживаемые ресурсом:

•самостоятельное изучение дисциплины — электронный учебник;

•выполнение виртуальных лабораторных работ;

•автоматизированная проверка знаний.

Формы обучения, поддерживаемые ресурсом

Учебно-методический комплекс используется при очной, очно-дистанцион- ной и дистанционной формах обучения.

При очной форме обучения виртуальный лабораторный практикум применяется параллельно реальному, позволяя осуществлять фронтальное проведение лабораторных работ.

Подсистема проверки знаний используется при проведении рубежного контроля.

При очно-дистанционной и дистанционной формах обучения теоретическая составляющая дисциплины самостоятельно изучается студентами с помощью электронного учебника, выполняются виртуальные лабораторные работы с текущим самоконтролем по подтемам. Рубежный контроль, зачет и экзамен проводятся в очной форме. Общение между студентом и преподавателем осуществляются по электронной почте и на очных консультациях.

Методические указания по применению ресурса

В разделе комплекса «Методические указания» приводятся подробные рекомендации к работе с учебно-методическим комплексом «Электротехника и электроника».

Требования к оборудованию для работы с ресурсом

На стороне пользователя: персональный компьютер с процессором с частотой не менее 300 МГц, объемом памяти не менее 32 Мб, устройство CD-ROM.

170

Требования к программному обеспечению

На стороне студента: Windows 98/Me/2000/XP, браузер не младше Internet Explorer 5.0, MathCAD не младше 6.0, Electronics WorkBench 5.0.

На стороне преподавателя дополнительно MS Office.

Краткое описание ресурса

Учебно-методический комплекс представляет собой комплекс приложений, доступ к которым осуществляется через CD, локальную сеть или Интернет.

Электронный учебник включает все темы первой части дисциплины:

•цепи постоянного тока;

•однофазные цепи синусоидального тока;

•трехфазные цепи;

•переходные процессы в линейных электрических цепях;

•периодические несинусоидальные токи в электрических цепях;

•электромагнитные устройства и магнитные цепи. Лабораторный практикум включает следующие работы:

•вольт-амперные характеристики источников и приемников постоянного тока и схемы их замещения;

•метод эквивалентного активного двухполюсника;

•последовательное соединение элементов в цепи синусоидального тока;

•параллельное соединение элементов в цепи синусоидального тока;

•исследование режимов работы трехфазных цепей при соединении приемников треугольником;

•исследование режимов работы трехфазных цепей при соединении приемников звездой;

•исследование периодических переходных процессов в линейных электрических цепях;

•исследование периодических несинусоидальных токов;

•исследование влияния магнитопровода на свойства дросселя.

Отличительными особенностями УМК ЭЭ являются:

•полнотекстовый электронный учебник;

•порционность изложения теории с предложением многочисленных примеров и упражнений, что обеспечивает необходимую познавательную деятельность студента с изучаемым материалом;

•использование интеллектуальной поддержки действий студента математической программой общего применения MathCAD и популярной программой для моделирования электрических и электронных цепей Electronics WorkBench;

•использование для контроля знаний специально разработанных встроенных программ на JavaScript, и внешних программ на C++, Visual Basic;

•наличие встроенных средств навигации по электронному учебнику с помощью гиперссылок и кнопок;

•наличие средств проверки результатов упражнений;

•интерактивный глоссарий;

171

• самоорганизация работы студентов не по видам занятий, а по фрагментам содержания в определенной последовательности (чтение фрагмента, изучение примера, пробное решение задачи, самоконтроль).

Распределение ресурсов по темам приведено ниже:

Условия применения ресурса

Возможны различные варианты использования учебно-методического комплекса «Электротехника и электроника».

Влокальной версии на ПК студента с загрузкой с CD функциональность УМК ЭЭ зависит от существовании на ПК программ MathCAD и Electronics WorkBench. При отсутствии этих программ возможна работа с электронным учебником без виртуальной лаборатории.

Влокальной сети университета возможно обеспечить полную функциональность УМК ЭЭ с использованием программ MathCAD и Electronics WorkBench. Только в этом варианте возможно проведение контрольных и тестовых мероприятий.

Всети Интернет возможна неполнофункциональная работа с УМК ЭЭ без поддержки обучения программами MathCAD и Electronics WorkBench.

172

ЭЛЕКТРОННЫЙ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС «ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА. ЭИ.МЭИ»

Автор: Киселев В.И, Кузнецов Э.В., Рослякова Е.И,

Направления Все неэлектротехнические направления и специальности технических

подготовки: вузов.

Дисциплины: Электротехника и электроника

Адрес ресурса: www.get-eti.ru

Контактная 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, д. 14, информация: МЭИ (ТУ), кафедра ЭИ,

тел.: (495) 362-7747, e-mail: kuznetsovev@mpei.r

173

Состав ресурса

В состав ЭУМК «Электротехника и Электроника» входят :

•Электронный учебник (24 лекции, 9 упражнений, с примерами, демонстрациями на MathCAD, на Electronics WorkBench и VEL1, с набором расчетных заданий для самопроверки по каждой подтеме, с глоссарием);

•Виртуальный (28 часов) и реальный (16 часов) лабораторные практикумы

смноговариантными заданиями. В реальной лаборатории используются разработанные авторами ЭУМК программы на ПК для генерации заданий и контроля результатов. В виртуальной лаборатории используются как известные программные средства, так и разработанные авторами ЭУМК специальные программы для моделирования электрических цепей и электрических машин.

•Подсистема проверки знаний, содержащая программные средства для редакций и подготовки контрольных заданий, средства контроля знаний на ПК и около 600 контрольных задач и вопросов.

•Учебник «Электротехника и электроника» в трех книгах : Электрические и магнитные цепи (1996 г.), Электромагнитные устройства и электрические машины (1997г.), Электрические измерения и основы электроники (1998 г.) / Под ред. В.Г. Герасимова.- М.: Энергоатомиздат (60 п.л.);

Виды занятий, поддерживаемые ресурсом

Самостоятельное изучение дисциплины или ее отдельных тем. Выполнение виртуальных и реальных лабораторных работ. Автоматизированная проверка знаний.

Формы обучения, поддерживаемые ресурсом

ЭУМК ЭЭ предназначен для использования при очной, очно-дистанцион- ной и дистанционной формах обучения.

При очной форме обучения виртуальный лабораторный практикум используется параллельно реальному, позволяя осуществлять фронтальное проведение лабораторных работ.

Подсистема проверки знаний используется при проведении рубежных контролей.

При очно-дистанционной и дистанционной формах обучения теоретическая составляющая дисциплины самостоятельно изучается студентами с помощью электронного учебника, выполняются виртуальные лабораторные работы с текущим самоконтролем по подтемам. Рубежный контроль, зачет и экзамен проводятся в очной форме. Общение между студентом и преподавателем осуществляются по электронной почте и на очных консультациях.

174