Создание лабораторной работы на тему "Расчет параметров струйной цементации массивов неустойчивых горных пород"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Тульский государственный университет

Кафедра Г и Г

Курсовая работа по дисциплине «Компьютерная технология в науке и образовании»

Тула 2009.

Введение

В рамках дисциплины «Компьютерная технология в науке и образовании» передо мной стаяла задача создать виртуальную лабораторную работу на тему «Расчет параметров струйной цементации массивов неустойчивых горных пород» для студентов специальности 130400 "Горное дело". Мне были предложены методические указания по данной теме в виде текстового документа. Предполагалось создать виртуальную версию данной лабораторной работы. Эта работа создавалась в популярной среде разработки приложений с визуальным пользовательским интерфейсом Borland Delphi 7.0. Эта версия прекрасно подходит для разработки виртуальной лабораторной работы а так же поддерживает все современный технологии.

Цели виртуальной работы

Применение компьютеров в обучении предполагают их широкое применение для аудиторных занятий. Они используются в качестве средств визуализации, а так же инструмента хранения, переработки информации, выполнения расчетов.

Компьютер обладает следующими преимуществами:

1. Позволяет организовать персональный канал передачи информации;

2. Способен быстро адаптировать, трансформировать информацию с учетом изменяющейся обстановки, развития предмета, а также развития индивидуальных качеств студента;

3. При высоких первоначальных затратах, минимизируется время и средства для размножения, изменения и регистрации новых объектов изучения.

Использование компьютерных технологий позволяет обновлять материальную составляющую, что особенно актуально в быстро меняющихся методических подходах, норм документации, растущего и развивающегося уровня техники и технологии.

При создании автоматизированных систем необходимо учитывать ряд методических и психологических принципов (например, человек и обучающие системы).

Современные методы обучения основаны на общении, основой чего является диалог. Основными аспектами являются:

1. Непрерывный контроль деятельности обучаемого;

2. Диагностирование;

3. Управление состоянием системы.

4. Самосовершенствование, адаптации системы.

При формировании автоматизированной системы следует учитывать ограниченность диалога между человеком и компьютером.

Система «человек - компьютер» обладает интерактивностью (мгновенно реагировать на поведение обучаемого, осуществлять мгновенную оценку и формировать новую задачу).

Существует 5 основных аспектов общения в системе «человек - компьютер», это:

1. Общепсихологический принцип работы;

2. Организация процесса общения;

3. Содержательная сторона общения;

4. Лингвистический аспект общения;

5. Модельность (т.е. подстрой под каждого человека).

Психологические принципы общения человека с компьютером заключаются в следующем:

1. возможность выхода из диалога в любое время;

2. Своевременность и достаточность мотивированной помощи;

3. Адекватность оценочных суждений.

Отдельным аспектом обучения является невозможность запрограммировать весь язык общения, или иными словами, не количество слов в словаре, а безграничное число словосочетаний, построение предложений, интонации.

Используя различные методы обучения, студенты учатся мыслить, анализировать, сопоставлять, находить новые решения. Основополагающим правом студента является право на ошибку. При анализе допущении ошибки, преподаватель должен понимать, из-за заблуждений появляется процесс познания требуемого материала. Необходимо предусматривать право на ошибку.

При разработки обучающих программ, необходимо иметь ввиду, что разработанная программа не может перефразировать вопрос. Необходимо предусматривать возможность предоставления студенту нескольких вариантов ответов, систему наводящих вопросов и подсказок, однако избыточная помощь вредна. Целесообразно заложить в программу возможность помощи только по запросу студента и в ограниченном объеме.

Важным качеством компьютерного обучения является система накапливания, обработки информации о процессе обучения и поведении обучаемого. Такая информация может явится основой для развития диалога между машиной и студентом.

Сложный момент в разработке обучающих программ - это промежуточная оценка. Важным элементом является возможность задавать вопросы обучаемым.

Особое положение имеет «диалоговое окно». Технически, это область на экране, определенной формы с визуальными отличиями от фона, имеющая свое название и назначение.

В окне диалоговом окне помещается информация об объекте знания. А так же диалоговая часть в виде промежуточных вопросов, необходимых пояснений и т.п.

При проектировании диалогового окна присутствуют два основных подхода:

ь - «Жестко» спроектированный диалог. Изменения возможны только при помощи проектировщика обучающей программы.

ь - Проектирование общих структур диалогового окна может сам студент.

Именно второй вариант подхода позволяет внести в систему «человек-компьютер» эмоциональную окраску.

Описание лабораторной работы

При создании лабораторной работы на тему «Расчет параметров струйной цементации массивов неустойчивых горных пород» были учтены необходимые аспекты создания автоматизированных систем и диалогового общения в системе «человек - компьютер».

Была разработана следующая структура виртуальной работы:

1. Приветствие:

- титульный лист;

- авторство;

2. Цель работы:

- регистрация обучаемого;

- цель выполняемой работы;

3. Теоретическая часть;

4. Контрольные вопросы;

5. Выполнение расчетной части;

6. Итоговая оценка.

Итак, при включении лабораторной работы на экране появляется титульный лист, на котором отображено название лабораторной работы и ее разработчики. Приветствие автоматически закрывается через 10 секунд.

Появляется вторая часть лабораторной работы под названием - цель работы. В данной части необходимо ввести в соответствующие колонки ФИО, номер группы и выбрать свой вариант. В последствии ФИО и номер группы будет выводится при итоговой оценке, а вариант необходим для того, чтобы в расчетной части лабораторной выводились исходные данные, так как программа сама высчитывает их (этому способствует рассчитанный шаг, который приплюсовывается к первому значению, т.е. к первому варианту).

Цель работы заключается в закреплении и расширении знаний, полученных на лекциях и во время самостоятельной работы над литературными источниками, а так же приобретение навыков выполнения самостоятельных исследований, их оформления и анализа, изучения влияния физико-механических свойств грунтов на выбор средств гидроструйной цементации в конкретных условиях работы.

После ознакомления с целью и регистрацией, обучающему необходимо нажать кнопку «Далее». При не заполнении колонок с ФИО и номером группы появится сообщение об их заполнении.

В теоретической части представлены общие положение по лабораторной работе. Необходимо внимательно ознакомиться с этими положениями. После изучения теории для перехода в следующую часть лабораторной работы следует нажать кнопку «Далее».

С целью определения уровня знаний обучаемого созданы теоретические вопросы полностью созданные по общим положениям работы. Контрольных вопросов - 10. Ознакомившись с вопросом для ответа необходима, выбрать вариант ответа и нажать «Далее». Отвеченный вопрос автоматически помечается как «Ok», а ответ запоминается программой. Можно отвечать на любой вопрос в любом порядке, но необходимо быть внимательным, так как варианты ответов постоянно перетасовываются между собой. После ответа на последний, десятый вопрос, при нажатии кнопки «Далее» программа переходит в следующую стадию, которая зависит от того, на сколько ответил студент.

Если он отвечает на 6 и более, то виртуальная работа переходит в расчетную часть.

Если было получено менее 6 правильных ответов предлагается ознакомиться снова с теоретической частью с последующей попыткой ответа на контрольные вопросы. Попытки так же оказывают огромное влияние на итоговую оценку, и они ограничены (всего можно отвечать 3 раза).

В расчетной части в зависимости от номера варианта автоматически появляются исходные данные (коэффициент сцепления, диаметр закрепляемого массива, гидравлическая мощность насосной установки, давление водоцементного раствора). Так же представлен порядок расчета и формулами нахождения необходимых параметров:

1. Определение диаметра струеформируещей насадки;

2. Округление полученного значение d до ближайшего меньшего из стандартного ряда значений;

3. Определяем фактическое значение потребляемой гидравлической мощности;

4. Определение частоты вращения буровой колонны;

5. Нахождение скорости подъема буровой колонны.

Для удобства расчета в программу встроен Калькулятор.

После определения значений параметров их необходимо внести в соответствующие колонки. Для корректного сравнения программы с правильным ответом необходимо округлять до стотысячных (или более). Например: 0, 00324. Программа сравнивает результат с правильным с коэффициентом погрешности 0,002. После чего выдается результат вычисления. Это либо неверный результат, либо переход в окно итоговой оценки. Расчет ограничен 3 попытками.

В окне «Результат» показывается ФИО, номер группы студента и итоговая оценка.

Итоговая оценка считается по следующим формулам:

o1 = b?10 - (pop1?20 - 20) - 30,

где o1 - оценка в теоретической части, b - количество правильных ответов, pop1 - номер попытки.

o2 = 30 - (pop2?10 - 10),

где o2 - оценка за расчетную часть, pop2 - количество попыток.

Общая оценка будет о = o1+ o2.

виртуальный лабораторный автоматизированный компьютер

Заключение

В рамках дисциплины «Компьютерная технология в науке и образовании» мною была создана виртуальная лабораторная работа на тему «Расчет параметров струйной цементации массивов неустойчивых горных пород». Эта работа создавалась в среде разработки приложений с визуальным пользовательским интерфейсом Borland Delphi 7.0. При разработки лабораторной работы были учтены необходимые аспекты создания автоматизированных систем и диалогового общения в системе «человек - компьютер».

Список литературы:

1. Пушкарёв А.Е., Головин К.А. «Расчет параметров струйной цементации массивов неустойчивых горных пород». Методические указания. 2007 г.

2. Сурков С.В. «Делфи для начинающих». М. 2003 г.

Размещено на Allbest.ru