Ким Де Чан - Братск, Братский технический университет

Совершенствование технологий обучения является актуальной задачей на современном этапе развития высшей школы. Важную роль в этом процессе играет внедрение в учебный процесс вычислительной техники, развитие компьютерных и информационных технологий. Причем, несмотря на активно предпринимаемые попытки стандартизации и унификации лабораторного практикума и используемого лабораторного оборудования [1,2] в каждом вузе процессы развития носят индивидуальный характер, поскольку направлены на решение частных проблем, характерных для данного этапа развития кафедры и вуза.

Внедрение вычислительной техники в лабораторный практикум позволяет решить ряд задач.

1. Обогатить материальную базу кафедры посредством совершенствования методического обеспечения имеющихся лабораторных работ и их модернизации.

2. Совершенствовать и развивать лабораторную базу путем постановки работ, моделирующих физические явления и процессы, трудновоспроизводимые или невоспроизводимые в натурном эксперименте.

3. Использовать в учебном процессе современные достижения современного научно-технического прогресса и информационных технологий.

4. И, наконец, но в не последнюю очередь, использовать естественный повышенный интерес большинства студентов к вычислительной технике для активизации выполнения лабораторных работ и ускорения процесса обработки экспериментальных результатов.

Внедрение вычислительной техники позволяет также повысить эффективность лабораторных занятий за счет освобождения у студентов времени, затрачиваемого на обработку эксперимента, и перераспределить его на общение с преподавателем и углубление теоретических знаний.

Внедрение вычислительной техники на кафедре Физики БрГТУ на данном этапе своего развития решает только часть обозначенных задач, что обусловлено техническими и экономическими причинами.

Сценарий работы с программами имеет один и тот же для всех программ вид.

Выбор лабораторной работы и соответствующей программы обработки осуществляется с помощью общего меню. После выбора работы в открывшемся подменю выбирается подпрограмма обработки: ввод данных с клавиатуры, печать протокола, построение графика.

При вводе данных после представления студента формируется заголовок протокола, выполняемой лабораторной работы, после чего студентом вводится название и цель лабораторной работы, список используемого лабораторного оборудования и описание расчетной формулы.

После формирования описательной части протокола лабораторной работы программа запрашивает количество пар экспериментальных точек и начинается заполнение таблицы экспериментальных результатов. Результаты измерений вводятся по запросу – подсказке непосредственно в таблицу, чем обеспечивается высокая наглядность отображения информации в процессе работы. Завершается ввод результатов запросом программы о наличии ошибок во введенных данных. При отсутствии ошибок реализуется завершение работы программы обработки и возвращение в подменю выбора вида обработки для выбора либо вывода отчета на принтер, либо построения графика. В противном случае подпрограмма исправления ошибок позволяет исправить неверные данные непосредственно в таблице. Подпрограммы вывода результатов на принтер и построения графиков между собой не связаны, что позволяет работать с ними независимо друг от друга.

Подпрограмма построения графика предлагает студенту выбрать вид графической зависимости, реализующейся в изучаемой работе. После чего на дисплей выводятся оси графика, экспериментальные точки и название графика. Аппроксимация экспериментальной зависимости методом наименьших квадратов может выполняться по выбору студента или не выполняться. На принтер график выводится командой “печать экрана”.

Студенты младших курсов, только приступившие к изучению и использованию графической обработки результатов эксперимента, обычно затрудняются в выборе масштаба и проведении кривых, аппроксимирующих результаты измерений, особенно, при значительном разбросе экспериментальных точек на графике. А использование метода наименьших квадратов при “ручной” обработке вряд ли оправдано, так как требует значительных временных затрат. Использование ЭВМ дает возможность студенту наглядно увидеть процесс проведения усредняющей кривой, не увеличивая время обработки экспериментальных данных. Выбор масштаба при первом обращении к подпрограмме построения графика производится автоматически. Поэтому дальнейшая обработка результатов предусматривает изменение масштаба и диапазона выводимых данных по выбору студента с целью придания графику более наглядного вида.

Эксплуатация программ показала, что время, затрачиваемое студентом на обработку результатов лабораторной работы, значительно сокращается, у него освобождается время для защиты теории работы. Студенты охотно используют машины и меньше допускают ошибок при обработке эксперимента. Визуализация процесса построения графика позволяет им более осмысленно подходить к графической обработке экспериментальных данных.

ЛИТЕРАТУРА