oВ появившемся списке документов щелкнуть на элементе Информация об экзаменах.
Словарь терминов
Назначение словаря: дать в сжатой словесной форме толкования основных механических терминов, а также некоторых физических, математических и технических понятий, в той или иной мере необходимых лицу, изучающему курс механики.
Основной массив словаря составляют термины, используемые в курсах теоретической механики, предназначенных студентам естественнонаучного и инженерно-технического профиля, научно-технической литературе, словарях и справочниках.
Для вызова словаря с рабочего стола студента необходимо:
o Щелкнуть в меню на пункте Документация.
oВ появившемся на экране списке документов щелкнуть на имени Словарь терминов.
Окно с документом разделено на два кадра: в левом кадре расположен
список корневых слов, в правом — толкование терминов.
При первом вызове словаря следует прочитать инструкцию пользователя. Для этого следует щелкнуть на указателе ссылки О пользовании словарем, расположенной в правом кадре. Словарь может функционировать как в составе системы дистанционного обучения, так и автономно: возможна его установка на компьютер студента.
Справочник по математике
Справочник ориентирован на студентов, изучающих теоретическую механику. Он предназначен для оперативного получения справки при самостоятельной работе с учебно-методическим комплексом. Справочник представляет
собой HTML – документ. Для удобства навигации по документу используются внутренние ссылки.
Справочник содержит следующие разделы:
1)Элементарная математика.
2)Математический анализ.
3)Дифференциальные уравнения.
4)Аналитическая геометрия.
5)Векторная алгебра.
Информация, помещённая в справочнике, не претендует на полноту: приведены только те сведения, которые могут понадобиться студенту при решении задач изэлектронногозадачника, атакжеприработесдругимидокументамиУМК.
Для вызова справочника с рабочего стола студента необходимо:
oЩелкнуть в меню на пункте Документация: на экране появится список документов УМК.
o В списке документов щелкнуть на имени Справочник по математике.
oВ появившемся на экране списке разделов справочника щелкнуть на указателе нужного раздела.
Таблицы обозначений основных механических величин
Таблицы содержат список обозначений основных механических величин. Для вызова таблицы с рабочего стола студента необходимо:
oЩелкнуть в меню на пункте Документация: на экране появится список документов комплекса.
oВ списке документов щелкнуть на имени Таблица обозначений основных механических величин.
Об особенностях поиска информации в таблице можно прочитать в Советах пользователю, для вызова которых необходимо щелкнуть по одноименному указателю ссылки в левой верхней части экрана.
212
Таблицы единиц основных механических величин
Всоставдокументавходятпятьтаблиц, содержаниекоторыхописываетсяниже: o В табл. 1 приведены первые три основные единицы (метр, килограмм, секунда), позволяющие образовывать согласованные производные единицы
для всех величин, имеющих механическую природу. o Табл. 2 содержит дополнительные единицы СИ.
o В табл. 3 приведены важнейшие производные единицы геометрических, кинематических, статических и динамических величин.
o Табл. 4 содержит список некоторых приставок, с помощью которых образуются наименования десятичных дольных и кратных единиц.
o Табл. 5 содержит некоторые единицы, допускаемые к применению наравне с единицами СИ.
Для вызова документа с рабочего стола студента необходимо:
o Щелкнуть в меню на пункте Документация: на экране появится список документов учебно-методического комплекса.
o В списке документов щелкнуть на имени Таблицы единиц основных ме-
ханических величин.
Об особенностях поиска информации в документе можно прочитать в Справке, для вызова которой необходимо щелкнуть по одноименному указателю ссылки в левой верхней части экрана.
Инструкция по самостоятельной работе с учебно-методическим комплексом
Данный документ является руководством по организации самостоятельной работы с УМК для студентов очного обучения. В состав документа входят:
oИнформация о системе дистанционного образования ТулГУ и об учебнометодическом комплексе по теоретической механике.
o Рекомендации по организации самостоятельной работы с УМК.
oКалендарный план самостоятельной работы (по семестрам). Материал курса разбит на темы, темы — на занятия. По каждому занятию приведена следующая информация:
•список вопросов для изучения;
•рекомендуемая литература;
•список задач для самостоятельного решения.
o График контрольных работ.
o Информация о подведении итогов работы за семестр.
Документы, перечисленные в приведенном списке, позволяют студенту:
o познакомиться с назначением системы дистанционного обучения ТулГУ, особенностями работы с ней, пользователями системы и их функциями;
o узнать состав УМК по курсу механики, назначение документов комплекса и особенности работы с каждым из них;
o познакомиться с рекомендациями по организации самостоятельной работы с УМК, с планируемыми трудозатратами по изучению курса;
o организовать самостоятельную работу над курсом согласно календарному плану;
o регулярно выполнять запланированные контрольные работы;
oпознакомиться с условиями допуска к сдаче итогового экзамена и условиями освобождения от него по результатам работы за семестр.
3.3. ТЕХНОЛОГИИ ПРИМЕНЕНИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ
Как уже отмечалось, учебно-методический комплекс по теоретической механике можно использовать как при дистанционной форме обучения, так и при очной форме. Технологии применения УМК в учебном процессе могут быть разнообразными. В связи с этим здесь обсуждается ограниченный круг вопросов:
1)Применение учебного комплекса при дистанционном обучении.
2)Некоторые технологии использования комплекса при дневном обучении, а именно:
oтехнология, связанная с увеличением доли самостоятельной работы студентов по выработке практических навыков решения задач механики при чте-
нии лекций традиционным способом и сохранении их количества, т. е. при сокращении доли аудиторных занятий, отводимых на практические занятия.
oтехнология, связанная с увеличением доли самостоятельной работы студентов, как при освоении теоретической части курса, так и при отработке практических навыков решения задач, т. е. при сокращении доли аудиторных занятий, отводимых на лекционные и практические занятия.
3.3.1. ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЛЕКСА ПРИ ДИСТАНЦИОННОМ ОБУЧЕНИИ
При дистанционном обучении учебно-методический комплекс можно использовать в следующих целях:
o Для самостоятельного индивидуального обучения.
oДля повышения уровня знаний у лиц, изучавших теоретическую механику и использующих ее методы в своей практической деятельности. Немногочисленные законы и теоремы механики находят весьма разнообразные и обширные применения, причем часто наибольшие затруднения при этом вызывает приложение общих положений теории к решению конкретных задач.
УМК располагает всем необходимым для целеустремленного освоения методов механики.
o Для обучения под руководством преподавателя.
Первые два случая рассчитаны на лиц, имеющих достаточный опыт самообразования, умеющих самостоятельно организовать работу с документами комплекса. В третьем случае изучение курса проходит под руководством преподавателя, однако, в центре процесса обучения находится самостоятельная познавательная деятельность обучаемого. Роль и функции преподавателя при дистанционном обучении — это, прежде всего, организация учебного процесса обучаемого и управление им. Преподаватель не должен излагать материал (он есть в документах УМК и учебниках на бумажной основе), а давать пояснения, как лучше этот материал изучать, т. е. консультировать. Для эффективного управления ходом учебного процесса целесообразно разработать инструкцию по самостоятельной работе с УМК. Содержание инструкции для дистанционного обучения в целом повторяет содержание аналогичной инструкции для дневного обучения, описанной ниже (см. п. 3.2.1), с той лишь разницей, что в рассматриваемом случае ее надо дополнить графиком проведения консультаций. Студент, помимо доступа к документам УМК, размещенным на сервере, получает некоторые документы комплекса (курс лекций, руководство по решению задач, справочник по математике и др.) на дискетах для установки на свой компьютер. Для отработки навыков решения задач по основным темам курса можно использовать контрольно-обучающие программы, которые также можно предложить студентам на дискетах (см. гл. 1).
Для общения преподавателя со студентами в режиме on-line в СДО ТулГУ предусмотрен chat системы, кроме того, можно использовать внутреннюю переписку или электронную почту.
Контрольные мероприятия, включая экзамены, проводятся, в основном, в системе ДО. Некоторые из контрольных мероприятий можно проводить, при необходимости, в аудитории в присутствии преподавателя.
3.3.2. ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЛЕКСА ПРИ ДНЕВНОМ ОБУЧЕНИИ
Актуальность применения учебно-методического комплекса особенно возрастает в условиях непрерывного сокращения в последние годы аудиторного времени, отводимого на проведение лекционных и практических занятий по теоретической механике. В восьмидесятые годы на машиностроительных специальностях Тульского политехнического института курс теоретической механики изучался в течение трех семестров с расчасовкой (в неделю) по семестрам (лекции + практические занятия): 2 + 1, 2 + 2, 2 + 2. В настоящее время этот курс изучается в течение двух семестров с расчасовкой: 2 + 1, 2 + 1. Отводимого на изучение курса механики аудиторного времени явно недостаточно: это непременно приведет к снижению качества подготовки специалистов, так как теоретическая механика является одной из базовых дисциплин в подготовке инженера. В создавшихся условиях на передний план выступает активизация самостоятельной работы студента над курсом с регулярным контролем этой работы со стороны преподавателя, т. е. использование элементов дистанционного обучения в очном обучении. Созданный и постоянно обновляемый УМК по теоретической механике в составе системы дистанционного образования позволяет эффективно организовать эту работу.
Применение комплекса при дневном обучении в условиях сокращения аудиторного времени на практические занятия
В осеннем семестре 2000—2001 учебного года на основных машиностроительных, технологических и строительных специальностях университета произошло сокращение практических занятий на 50 % по сравнению с аналогичным периодом прошлого учебного года. В осеннем семестре изучается основной раздел курса — «Динамика». Указанные обстоятельства создают определенные трудности как преподавателю, так и студенту. В последнем случае дело осложняется еще и тем, что указанный раздел изучают студенты третьего семестра обучения, не имеющие еще достаточных навыков самостоятельной работы. Рассмотрим, как в описанных обстоятельствах организовать самостоя-
217
тельную работу студентов с помощью УМК, предполагая, что лекции читаются традиционным способом (2 часа в неделю).
Руководством к действию для студентов является «Инструкция по само-
стоятельной работе с учебно-методическим комплексом по теоретической механике», размещенная для удобства обращения к ней на первом месте в списке документов комплекса. В состав данного документа входят:
o Информация о системе дистанционного образования ТулГУ и учебнометодическом комплексе по теоретической механике;
o Рекомендации по организации самостоятельной работы с УМК; o Календарный план самостоятельной работы;
o График контрольных работ;
o Подведение итогов работы за семестр.
Инструкция представляет собой гипертекстовый документ. Навигация по документу осуществляется с помощью меню-оглавления (см. список документов инструкции). Кратко остановимся на содержании каждого из документов инструкции.
Документ «Информация о системе дистанционного образования ТулГУ и об учебно-методическом комплексе по теоретической механике» со-
держит описание назначения и особенностей работы с системой дистанционного обучения и размещенного в ней УМК. Этот документ изучается студентом на первом занятии с системой дистанционного обучения.
Документ «Рекомендации по организации самостоятельной работы с УМК» содержит перечень видов самостоятельной работы, рекомендуемые трудозатраты по каждому виду, конкретные советы по организации самостоятельной работы.
Самостоятельная работа по изучению курса теоретической механики включает в себя следующие виды занятий:
o изучение теоретической части курса;
o практические занятия по решению задач;
o регулярное самотестирование при выполнении работ первого и второго вида; o выполнение контрольных работ в системе дистанционного обучения;
o решение индивидуального набора задач; o выполнение курсовой работы.
Рекомендуемые трудозатраты по видам самостоятельной работы при изучении раздела «Динамика» (часы в неделю):
o Изучение теоретического материала. Самотестирование — 1;
oПрактические занятия по решению задач. Решение индивидуального набора задач — 2;
o Подготовка к контрольным работам, выполнение контрольных работ — 1; o Выполнение курсовой работы — 2;
Документ «Календарный план самостоятельной работы» имеет целью помочь студенту организовать работу по изучению курса. Материал раздела «Динамика» разбит на четыре большие темы, каждая из которых составляет отдельный этап в изучении раздела. Каждая тема включает несколько занятий. В табл. 1 приведены названия тем, содержание занятий, а также указана неделя от начала семестра, в течение которой материал занятия должен быть изучен.
|
|
|
Табл.1 |
|
|
|
|
|
|
№ |
|
Темы, занятия |
Неделя |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
Динамика материальной точки |
1 – 3 |
|
|
|
Занятие 1. Динамика абсолютного движения материальной точки. |
2 |
|
|
|
|
Занятие 2. Динамика относительного движения материальной точки. |
3 |
|
|
2 |
|
Динамика механической системы |
4 – 8 |
|
|
|
Занятие 1. Введение в динамику механической системы. Теорема о |
4 |
|
|
|
|
движении центра масс. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Занятие 2. Теорема об изменении количества движения механической |
5 |
|
|
|
|
системы. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Занятие 3. Теорема об изменении кинетического момента механиче- |
6 |
|
|
|
|
ской системы. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Занятие 4. Теорема об изменении кинетической энергии механической |
7 |
|
|
|
|
системы. Потенциальное силовое поле. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Занятие 5. Принцип Даламбера. Определение динамических реакций |
8 |
|
|
|
|
подшипников вращающегося твердого тела. |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
Элементы аналитической механики |
9 – 12 |
|
№ |
|
Темы, занятия |
Неделя |
|
|
|
|
|
|
|
|
Занятие 1. Основные понятия аналитической механики. |
9 |
|
|
|
Занятие 2. Принцип возможных перемещений. Общее уравнение дина- |
10 |
|
|
|
мики. |
|
|
|
|
|
|
|
Занятие 3. Дифференциальные уравнения движения механической сис- |
11, 12 |
|
|
|
темы в обобщенных координатах (уравнения Лагранжа второго рода). |
|
|
|
|
|
4 |
|
Элементы теории колебаний. |
13 -16 |
|
|
|
Занятие 1. Устойчивость равновесия механической системы. Диффе- |
|
|
|
|
ренциальные уравнения малых колебаний механической системы с ко- |
13 |
|
|
|
нечным числом степеней свободы. |
|
|
|
|
Занятие 2. Свободные колебания механической системы с одной степе- |
14 |
|
|
|
нью свободы. |
|
|
|
|
|
|
|
Занятие 3. Вынужденные колебания механической системы с одной |
15 |
|
|
|
степенью. |
|
|
|
|
|
|
|
Занятие 4. Малые колебания механической системы с двумя степенями |
16 |
|
|
|
свободы. |
|
|
|
|
|
По каждому занятию в календарном плане имеется следующая информация:
1)Цель занятия.
2)Перечень вопросов, изучаемых на занятии.
3)Материал из других разделов курса или смежных дисциплин, который необходимо повторить перед занятием.
4)Рекомендуемая литература.
5)Вопросы для самопроверки по материалу занятия.
6)Требованиями к знаниям, полученным при изучении данного материала.
Вкачестве примера приведем информацию по первому занятию темы 1 раздела «Динамика».
Тема 1. Динамика материальной точки
Занятие 1. Динамика абсолютного движения материальной точки
Цель занятия. Познакомиться с предметом динамики, моделью материального тела, называемой «материальная точка», а также с законами, которым подчиняется движение точки при взаимодействии с другими материальными объектами. Научиться составлять дифференциальные уравнения движения материальной точки относительно инерциальных систем координат при задании ее дви-
