Глава 4 Графо-ориентированные задачи дистанционных обучающих систем

Имитационное моделирование широко применяется при разработке мультимедийных курсов, особенно для создания различных анимационных сюжетов. Его применение оправдано для демонстрации или модельной иллюстрации изучаемых явлений в их развитии, сложных материальных процессов, наблюдение за которыми в реальных условиях невозможно, а также для создания моделей изучаемого явления, которые требуют активной работы самого студента. Компьютерные модели имеют дополнительные

возможности по сравнению с традиционными: они более наглядны, позволяют изучать явления, непосредственное восприятие которых затруднено, а также дают возможность познакомить студентов с ходом выполнения не только утилитарно-практических, но и мыслительных экспериментов. В целях обучения могут создаваться компьютерные игры, в которых необходимо выполнить соответствующие расчеты или принять обоснованное решение с использованием знаний, полученных при изучении данного объекта.

Общее требование для всех случаев применения компьютерных моделей состоит в том, что модель должна быть адекватна изучаемому явлению и наглядна. Что касается интерфейса лабораторного практикума, то он как раздел методических указаний для проведения практических работ может быть представлен в виде электронной модели, изображение которой максимально фотореалистично, а сама модель имеет элементы управления для отработки соответствующих управляющих воздействий. Имитационная модель часто дополняется заданием на выполнение и формой электронного отчета о проделанной работе, в отдельных полях которой располагаются результаты наблюдений или расчетов.

Не менее важным для решения графоориентированных задач проектирования дистанционных обучающих систем является и то обстоятельство, что студенты инженерных специальностей в своей повседневной учебной деятельности постоянно сталкиваются с необходимостью углубленной работы с графической информацией. Очень часто исходные данные для выполнения учебных заданий представлены в виде различного рода чертежей, схем, моделей, графиков или каких-либо других графических элементов. Кроме того, нередко графическая информация является не только исходным заданием на проектирование, но и его конечным результатом, представленным в виде чертежей машин, механизмов или их отдельных узлов.

Проанализировав структуру значительного числа уже созданных электронных учебников по дисциплинам инженерного про

филя, можно сделать заключение, что целями применения средств компьютерной графики в большинстве случае являются: приобретение студентами основных навыков восприятия графической информации, ее считывания и адаптации для принятия проектных решений; освоение студентами методов компьютерного моделирования отдельных деталей, узлов, машин и механизмов - от концептуального проектирования до сертификации готовой продукции; практическое применение студентами методов компьютерной инженерии, т.е.

Для достижения первой цели при дистанционном обучении студентов инженерных специальностей обычно достаточно применения тех же методов и средств, что и при создании большинства мультимедийных учебников любой направленности: проектируемые электронные методические материалы должны содержать графическую информацию в необходимом для изучения объеме и форме, а программные средства - обеспечивать возможность ее внедрения, а затем и воспроизведения в виде, удобном для обучения.

При выборе средств обучения геометрическому моделированию в последнее время в основном останавливаются на тех из них, которые позволяют выполнять трехмерное моделирование объектов с решением при этом следующих частных задач.

1 .Создание объемно-графического представления об объекте моделирования.

Визуальная оценка внешнего вида, общей цельности и логичности изделия, адекватности восприятия задуманного реальному образу - важная часть разработки любого технического проекта. Современные программные средства дают возможность создавать трехмерные изображения высокого уровня точности и качества. Трехмерное моделирование позволяет оценить, насколько именно такая конструкция соответствует внутренним представлениям конструктора об изделии, выразить интуитивные представления о целесообразности тех или иных проектных решений. С помощью объемных моделей можно избежать

ошибок, связанных с невозможностью целостного зрительного восприятия проектируемого объекта. Проверка геометрических размеров и формы.

Предполагает проверку соответствия спроектированного

объекта геометрическим размерам и форме, их соотношения с геометрией сборочной единицы или изделия в целом. В частности, трехмерное моделирование позволяет сначала визуально, а затем и расчетом проверить, есть ли в конструкции нежелательные зазоры или объемы, занятые одновременно несколькими деталями, т.е. такие элементы, которые и без дополнительного анализа могут считаться признаками неработоспособности изделия. Наглядные ответы на подобные вопросы дает трехмерная модель. Внешний              вид и эстетическое представление.

Эстетике изделия придается немаловажное значение в боль

шинстве технических проектов, выполняемых в последнее время. Поэтому системы трехмерного моделирования используются, в том числе и для обучения студентов художественному проектированию. Известно, что даже при наличии идеальных чертежей оценить объективность представления о несуществующих объектах крайне сложно. Трехмерное моделирование дает возможность удостовериться в необходимости наличия тех или иных элементов, гармонии визуального представления создаваемого изделия, а также обрести уверенность в правильности и реальности задуманного воплощения умозрительных идей.