Моделювання симулятору збирання та діагностики комп'ютера в процесі професійної підготовки майбутніх інженерів-педагогів

Впровадження комп’ютерних імітаційних засобів в процес професійної підготовки фахівців комп’ютерного профілю. Розробка імітаційної моделі у вигляді симулятору збирання та діагностики комп'ютера, що наближає навчальний процес до практичної діяльності.

Рубрика Педагогика
Вид статья
Язык украинский
Дата добавления 09.10.2018
Размер файла 24,1 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Моделювання симулятору збирання та діагностики комп'ютера в процесі професійної підготовки майбутніх інженерів-педагогів

На сьогодні виникла необхідність підвищення ефективності навчального процесу у вищих педагогічних закладах освіти. Цього можна досягти шляхом удосконалення аудиторного навчання, розширення можливостей самостійного навчання, підвищення якості викладання, зокрема впровадження інформаційно-комунікаційних технологій навчання. Сучасні інформаційно - комунікаційні технології дозволяють індивідуалізувати навчання та реалізувати передові педагогічні ідеї, підходи, концепції.

Впровадження активних методів навчання із Г Алєксєєва, О. Антоненко, Н. Кравченко, 2018 застосуванням ІКТ пов'язане з необхідністю створення якісної імітаційної моделі процесів та об'єктів, які характеризують складні системи управління. Така модель є сукупністю машинних програм, реалізація яких на ЕОМ дає змогу відобразити основні властивості складної системи. За допомогою імітаційного моделювання можна відносно легко враховувати різноманітні події в досліджуваній системі, тобто виникнення таких станів елементів системи, що зумовлюють необхідність зміни інформаційної бази системи, яка моделюється, і вимагають реакції моделюючого алгоритму.

З огляду на це імітаційне моделювання є необхідним і невід'ємним елементом процесу підготовки майбутніх інженерів-педагогів. Такі дисципліни, як «Контроль, діагностика та ремонт ПК» й «Комп'ютерна схемотехніка та архітектура ЕОМ» дають знання про будову сучасних електронно-обчислювальних машин і систем, різноманітного периферійного обладнання, їх основні технічні характеристики, характеристики типових комплектуючих, вимоги сумісності та протоколи взаємодії компонентів обчислювальної техніки. Вказані дисципліни є пофесійними і становлять інженерну складову системи професійної підготовки майбутніх інженерів - педагогів комп'ютерного профілю. Вивчення цих дисциплін неможливе без використання експериментальних методів пізнання. Імітаційне моделювання служить накопиченню професійного досвіду, близько до реального, та дозволяє скорочувати час та матеріальні витрати на формування вмінь та навичок. Тому актуальним є впровадження в процес підготовки майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерних спеціальностей у вищих педагогічних навчальних закладах імітаційних засобів, а саме симулятору збирання та діагностики персонального комп'ютера (ПК).

Аналіз основних досліджень і публікацій. В останні роки використанню імітаційного моделювання із застосуванням ЕОМ у навчальному процесі приділено значну увагу. Питання комп'ютерного моделювання у навчально-виховному процесі ВНЗ розкриті в дослідженнях Р. Горбатюка, В. Макаренко, В. Міхєєва, А. Свиридова, М. Хернитер [6, 9]. У роботі І. Петрицина викладені актуальні підходи застосування навчальних віртуальних комп'ютерних середовищ при організації лабораторного практикуму з електротехнічних дисциплін та фахової підготовки майбутніх вчителів [7]. У статті Р. Горбатюка окреслено важливість комп'ютерного моделювання в підготовці майбутніх інженерів-педагогів.

Встановлено, що важливою особливістю програмних комплексів є наявність графічної візуалізації результатів моделювання, а також можливість його проведення в реальному вимірі [4].

Однак проблема впровадження імітаційного моделювання в навчальний процес у вищій школі ще далека від свого вирішення. Тому, актуальною є необхідність розробки інструментального засобу, який дозволив би здійснювати професійно - практичну підготовку майбутніх інженерів - педагогів з питань діагностики та ремонту комп'ютерної техніки.

Мета статті. Виділити основні етапи моделювання симулятору збирання та діагностики ПК в процесі професійної підготовки студентів комп'ютерного профілю вищих педагогічних навчальних закладів.

Виклад основного матеріалу. В останні роки використанню активних методів навчання із застосуванням ІКТ в навчальному процесі приділено значну увагу [1 - 3]. За допомогою ІКТ з'явилася принципово нова сфера навчання - інтерактивність, завдяки якій студенти можуть динамічно управляти об'єктами. Інтерактивність надає можливості не тільки для пасивного сприйняття інформації, а й для активного дослідження характеристик моделей досліджуваних об'єктів або процесів. Процес навчальної діяльності при цьому наближається до роботи з системами процедурного типу. Придбані при навчанні процедурні знання дозволяють глибоко проникнути в суть проблеми і тим самим значно скоротити час перетворення в досвідченого фахівця [5].

Впровадження активних методів навчання із застосуванням ЕОМ пов'язано з необхідністю створення якісної імітаційної моделі процесів і об'єктів, які характеризують складні системи управління. Метою імітаційного моделювання є створення імітаційної моделі об'єкта і проведення імітаційного експерименту над нею для вивчення закону функціонування і поведінки з врахуванням заданих обмежень і цільових функцій в умовах імітації і взаємодії із зовнішнім середовищем [10]. Така модель являє собою сукупність машинних програм, реалізація яких на ЕОМ дає можливість відобразити основні властивості складної системи. За допомогою імітаційного моделювання можна відносно легко враховувати різні події в досліджуваній системі.

Важливою особливістю для всіх імітаційних комплексів є наявність графічної візуалізації результатів моделювання, а також можливість проведення процесу моделювання як у реальному, так і квазіреальному вимірі [4].

комп'ютер інженерний навчальний

private GameObject FindClosestByTag (string tag) {

 // Returns closest object with given tag.

 //

 // Distance is caLcucated between transform attached to this object and // ail componens with given tag.

GameObject[] gos;

gos = GameObject. FindGameObjectsWithTag(tag);

GameObject closest = null;

 // Set initial value for distance maximun number. float distance = Mathf. Infinity;

Vector3 position = transform.position; foreach (GameObject go in gos) {

Vector3 diff = go.transform.position - position; float currDistance = diff.sqrMagnitude;

 // Update distance, if distance bettween objects Less that currently saved // and save new closest object.

if (currDistance < distance) {closest = go; distance = currDistance;

}

}

return closest;

}

Симулятор збирання та діагностики ПК повинен сприяти досягненню освітніх цілей:

- навчальної мети: сформувати поняття про сумісність і різновид компонентів ПК;

GameObject GetObject (out RaycastHit hit) {

 // Returns object that intersected by ray, touched from mouse position

GameObject target = null;

Ray ray = Camera.main. ScreenPointToRay (Input.mousePosition); if (Physics. Raycast (ray.origin, ray.direction * 10, out hit)) {if (hit.collider.gameObject.tag!= staticObjectTag) {target = hit.collider.gameObject;

}

>

return target;

>

hit.collider.gameObject містить інформацію про пересічений елементСтрімкий прогрес архітектури та велика кількість комп'ютерних комплектуючих ускладнюють процес забезпечення матеріальної бази для професійної підготовки майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю. Для формування фахової компетентності майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю, а саме здатності аналізувати, налагоджувати, використовувати та розробляти людинно-машинну взаємодію на основі архітектури та організації ЕОМ необхідно використовувати інноваційні методи навчання. Вирішенню даної

- розвиваючої мети: розвивати здатність до самостійного вирішення проблем, акуратність, умінням приймати рішення;

- виховної мети: виховувати інженерну культуру.

При моделюванні компонентів імітаційного комплексу використовувався пакет моделювання Blender 3D. Сучасні 3D-системи володіють ефективними засобами моделювання, які дозволяють створювати тривимірні моделі складних моделей і зборок [8]. Використовуючи наочні методи створення об'ємних елементів, target = GetObject (out hitlnfo); if (target!= null)

(

IsDragged = true;

Debug. LogC'target position + target.transform.position);

 //Convert world position to screen position.

screenPosition = Camera.main. WorldToScreenPoint (target.transform.position); offset = target.transform.position - Camera.main. ScreenToWorldPoint (

new Vector3 (Input.mousePosition.x, Input.mousePosition.y, screenPosition.z)

>J

>

}

 //track mouse position.

Vector3 currentScreenSpace ¦ new Vector3 (Input.mousePosition.x, Input.mousePosition.y, screenPosition.z);

 //convert screen position to world position with offset changes.

Vector3 currentPosition = Camera.main. ScreenToWorldPoint(currentScreenSpace) + offset;

 //It will update target gameobject's current postion.

target.transform.position = currentPosition;

Процес проектування часто відтворює технологічний процес виготовлення деталі. Проте, в процесі моделювання виникла проблема виведення правильних форм і розмірів з усіх площин, так як основним референсом виступали фото, з видом з однієї площини.

Саме в цьому випадку моделювання підкріплювалося реальними прототипами, і це питання було вирішене, але воно залишається актуальним при моделюванні об'єктів яких немає в наявності. Для досягнення найкращих результатів актуальним виступає метод сканування фото, а ще краще лазерного сканування спеціальними приладами.

Основною метою імітаційного комплексу є інтерактивна збірка комп'ютерної техніки із запчастин. На рис. 1 показано фрагмент коду з'єднання компонентів.

При перетягуванні конекторів до роз'ємів, або установці деяких деталей, компоненти повинні чітко, відповідно до координат, встановлюватися на свої місця. Оскільки вручну з такою точністю це майже неможливо зробити, при підйомі на близьку відстань активується анімація установка запчастини. Однак обраний конектор може перебувати в межах установки відразу декількох роз'ємів, тому доцільним є пошук найближчого з них.

Кожен клас, успадкував від MonoBehavior містить в собі компонент transform. Він використовується для зберігання і маніпулювання позицією, обертанням і масштабуванням об'єкта. У нашому випадку він зберігає позицію обраного мишею елемента (рис. 2).

Дистанція між обраним елементом і найближчим з числа елементів з тегом проініціалізувати максимально можливим чисельним значенням.

Це значення буде записуватись, якщо відстань між обраним елементом і поточним елементом в циклі є меншою ніж збережена дистанція. При збереженні нової дистанції, зберігається і найближчий елемент.

Перетягування елементів реалізовано шляхом запуску променя нескінченності.

Від'єднання статичних елементів від динамічних відбувається за допомогою тегів. Створити мітку можна в вкладці Inspector - add tag. Перевірка на перетин променем відбувається при натисканні мишки. Якщо промінь перетинає елемент з тегом, що дозволяє перенесення, встановлює прапор isDragged і запам'ятовує обраний елемент. При відпуску кнопки миші прапор isDragged скидається.

Переміщення виділеного пункту відбувається тільки при встановленому прапорі.

Симулятор надає можливість, зібрати комп'ютер з різного спектру комплектуючих, з різним ступенем сумісності.

При цьому кожен об'єкт має свою вагу і з різним ступенем має вплив на інші об'єкти, також існує можливість маніпуляції над об'єктами (вертіння, кручення).

Висновки з даного дослідження і перспективи подальших розвідок у даному напрямку. Застосування симуляторів в процесі викладання технічних дисциплін максимально наближає навчальний процес до практичної діяльності. Моделюючи або імітуючи умови практичної професійної діяльності здійснюється інтенсифікація навчального процесу Практика свідчить, що використання симуляторів у процесі навчання дозволяє ефективніше організувати навчально-виховний процес і підвищити рівень готовності майбутніх інженерів-педагогів до професійної діяльності.

Перспективи подальших розвідок у даному напрямку пов'язані із розробкою методичного комплексу побудованого на принципах: систематичності, послідовності, самостійності, розвитку пізнавальних сил студентів та індивідуального підходу.

Література

1. Алєксєєва Г.М. Інноваційні технології навчання у професійній освіті /ГМ. Алєксєєва, О.А. Мурзіна / /Впровадження інноваційних технологій в медичну освіту: проблемно-орієнтоване навчання та віртуальні пацієнти: Матеріали Всеукраїнської науково-методичної відео конференції з міжнародною участю (12-13 листопада 2015 року, м. Запоріжжя) - Запоріжжя, 2016. - С. 19-22.

2. Антоненко О.В. Роль інноваційних технологій навчання в процесі підготовки майбутніх інженерів - педагогів комп «ютерного профілю / О.В. Антоненко // Наукові праці Вищого навчального закладу «Донецький національний технічний університет» Серія: «Педагогіка, психологія і соціологія» Всеукраїнський науковий збірник №2 (17), Красноармійськ, 2015 - 176.

3. Беспалько В.П. Педагогіка і прогресивні технології навчання. - М., 2001. - С. 69.

4. Горбатюк Р. Комп «ютерне моделювання у підготовці майбутніх інженерів-педагогів до професійної діяльності. // Наукові записки. Серія: Педагогіка. - 2009. - №3. - С. 222 - 229.

5. Кравченко Н.В. Психофізіологічні аспекти використання інформаційно-комунікаційних технологій в навчальному процесі ВНЗ / Н.В. Кравченко // Проблеми інженерно-педагогічної освіти: зб. наук. праць. Вип. 34-35. - Харків: УІПА, 2012. - С. 154-159.

6. Макаренко В.В. Цифрова та імпульсна схемотехніка. Моделювання та аналіз:навчальний посібник /МакаренкоВ.В., Співак В.М. - К.: НТУУ «КПІ», 2015. - 314 с., іл.

7. Петрицин І. Застосування комп «ютерного моделювання у процесі електротехнічної підготовки майбутнього вчителя технологій // Молодь і ринок. - 2017. - №1 (144) - С. 60-64.

8. Прахов А. Самоучитель Blender 2.6 / Blender Basic 2.6. Руководство пользователя. - БХВ - Петербург, 2013

9. Хернитер М.Е. Электронное моделирование в Multisim /М.Е. Хернитер. - М.: ДМК, 2010. - 488 с.

10. Шеннон Р. Имитационное моделирование систем: искусство и наука / Р. Шеннон. - М.: Мир, 1978. - 424 с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.