Статья "Определение глубины заложения фундамента"

Электронное учебное пособие  «Определение глубины заложения фундамента»  Разработчик Долапчи Т.А., преподаватель информационных  дисциплин ГБПОУ «Коркинского  горно­строительного техникума»  В   настоящее   время   активно   разрабатываются   компьютерные инструментальные   средства   для   ведения   учебных   курсов.   По   всем   направлениям учебных   предметов   создаются   электронные   учебные   пособия.   Если   учесть,   что создание и организация учебных занятий с использованием электронных обучающих средств является непростой технологической и методической задачей, то индустрия компьютерных   учебно­методических   материалов   расширяется   в   силу   их востребованности   и   значимости.   Они   полезны   при   самостоятельной   и индивидуальной работе, и важны для личностно­ориентационной системы обучения. Исследования   показывают,   что   использование   и   применение   обучающих программ   по   различным   дисциплинам   позволяет   повысить   не   только   интерес   к будущей профессии, но и успеваемость по дисциплине.  Т.к.   информация   воспринимается   студентами   лучше   зрительно,   то   такие программы   дают   возможность   каждому   обучающемуся,   независимо   от   уровня подготовки,   осуществлять   самоконтроль,   активно   участвовать   в   процессе образования,   подходить   индивидуально   к   своему   процессу   обучения,   а   также   с помощью   таких   программ   можно   быть   активным   участником   обсуждения   тем, разделов, нестандартных ситуаций и т.д. Из   этого   следует,   что   разработка   компьютерных   обучающих   средств,   в частности электронных образовательных пособий, является достаточно актуальным элементом образования Выбранная   тема   для   разработки   электронного   пособия   по   определению глубины заложения фундамента (в среде программирования Delphi) является важной по   нескольким   причинам.   Во­первых,   в   силу   того,   что   потребность   в   таком электронном   пособии,   несомненно   есть,   т.к.   учебников,   справочников,   СНиП   по дисциплине   «Архитектура   строительства»   либо   совсем   нет,   либо   их   количество крайне   недостаточно.   Во­вторых,   если   литература   и   имеется,   но   она   не   всегда соответствует году выпуска, а обновление требует дополнительного финансирования для учебного заведения. В отличие от классического «бумажного» варианта учебника, электронное пособие предназначено для такого стиля обучения, в котором нет ориентации на последовательный, т.е. линейный алгоритм изложения, и как следствие, изучение материала.  Электронные обучающие продукты имеют ряд преимуществ: 1) возможность компактного хранения большого, по объему, объединённую межпредметными связями и разнообразную по содержанию, информацию; 2) 3) удобная настройка системы на конкретного пользователя возможность   изменения,   дополнения   и  расширения   интерфейса   и диапазона рассматриваемых данных; по вложенным приложениям осуществлять поиск данных 4) 5) многозадачность 6) 7) хорошая наглядность хорошая структурированность Электронное   обучающее   пособие   является   универсальной   и   необходимой формой   для   обучения   студентов.   При   помощи   таких   пособий   осуществляется индивидуальный подход к каждому студенту. Многоуровневость позволяет изучать предмет с различной степенью глубины.  Объектом исследования данной работы являются среды программирования и их   инструментальные   возможности   по   разработки   электронного   обучающего пособия  Предмет   исследования   –   обучающее   пособие   «Определение   глубины 2 заложения фундамента» по МДК 01.01. «Проектирование зданий и сооружений» в среде программирования Delphi. Целью данной работы является внедрение электронного пособия в учебный процесс   по   данной   дисциплине   для   формирования   знаний,   умений   и   навыков студентов   специальности   08.02.01«Строительство   и   эксплуатация   зданий   и сооружений». Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи: 1) провести   анализ   предметной   области,   на   основании   которой   будет подобран материал для электронного пособия 2) изучить особенности электронных обучающих пособий 3) выбрать среду программирования для создания учебного пособия 4) разработать структуру электронного пособия 5) определить   интерфейс   и   содержание   электронного   пособия «Определение глубины заложения фундамента», ориентированного на студентов ГБПОУ   «Коркинский   горно­строительный   техникум»   специальности   08.02.01 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений». В зависимости от уровня знаний обучающегося по различным темам учебного   представляющего   собой курса   синтезируется   алгоритмом   обучения, последовательность изложения учебного материала различного уровня сложности. Практическая   ценность   работы   заключается   в   создании   ЭУП   и   его использование   для   изучения   курса   по   дисциплине   МДК   01.01.   «Проектирование зданий и сооружений». МДК 01.01. «Проектирование зданий и сооружений». Выполненная   работа   имеет   практическое   значение   как   для   педагогов строительных дисциплин, в качестве методического пособия, так и для студентов строительных   специальностей,   в   качестве   материала   для   практической   и самостоятельной работы над предметом. Создание   и   организация   учебных   занятий   с   использованием   электронных обучающих средств, в особенности с использованием Интернет ­ ресурсов, является 3 достаточно   сложной   технологической   и,   тем   более,   методической   задачей.   Но   в   силу   их индустрия   компьютерных   учебно­методических   материалов, востребованности, расширяется  ЭУП   является   универсальной   и   необходимой   формой   для   выполнения практического задания, при этом осуществляется индивидуальный подход к каждому студенту, его уровню образованности. Возможность современных информационных технологий, рост информационной культуры преподавательских кадров позволяют привлечь к разработке ЭУП самих педагогов, а потребность обучаемых в учебных материалах нового поколения делает эту сторону профессиональной деятельности преподавателя просто необходимой.  На смену прежней модели обучения должна прийти новая модель, основанная на следующих положениях: в центре технологии обучения ­ студент; суть технологии ­ развитие способности к его самообразованию; учащиеся играют активную роль в обучении; в основе учебной деятельности – сотрудничество с педагогом. В классификационном перечне разновидностей электронных учебных пособий есть пункт: указания к практикуму, курсовому и дипломному проектированию. Именно эта категория и была взята во внимание на разработку электронного пособия. Создание   любого   компьютерного   приложения   не   мыслится   без   тщательно продуманного плана разработки. При этом учитываются разные аспекты, которые могут повлиять на выбор темы, методов разработки, полноты пособия и т.д. В общем случае простейшее электронное издание – учебник, учебное пособие, самоучитель – может быть создано с помощью обычных офисных программ, при этом могут   быть   реализованы   гиперссылки,   инсталляции   мультимедийных   фрагментов, созданных в других редакторах или заимствованных из каких­то источников.  Создание   и   использование   более   сложных   электронных   изданий   – практикумов,   компьютерных   обучающих   программ,   средств   контроля   знаний   и умений – требуют  4 В настоящее время существует хорошо отработанная методология создания компьютерных обучающих пособий. Как и всякая методология проектирования, она включает целый ряд последовательных этапов и целей, которые на них реализуются. I этап: техническое предложение, сделанное на основе учебных потребностей и   целей   обучения.   Анализируется   ситуация   с   использованием   компьютерных обучающих   систем   отечественного   и   зарубежного   производства,   но   это   имеет определенные материальные затраты (не всегда приемлемо для учебного заведения). В   свете   унификации   языков   программирования,   проектирование   и   разработка электронных пособий стало проще. Применение средств ООП, пока что пользуются у разработчиков небольшой популярностью, но позволяет повысить информационную насыщенность предлагаемого учебного материала, расширить диапазон воздействия на обучаемого, и приблизить компьютерный процесс обучения к естественному II   этап:   планирование   разработки.   Состав   группы   разработчиков определяется, исходя из тематической направленности разрабатываемого ЭУП. Сюда обязательно   входят   преподаватели   спецдисциплин   и   специалисты   по программированию. Каждый является специалистом в своей области и отвечает за выполнение определенного участка работ. III этап опробование ­ на этом этапе начинается испытание разработанного продукта, проводится серия запусков с целью выявить ошибки программирования. После   ряда   проверок   на   аппаратную   совместимость   разработчики   выявляют недочеты,   замеченных   в   ходе   работы,   которые   предстоит   исправить.   И   так повторяется   несколько   раз,   пока   не   получится   окончательная   версия   продукта, лишенная недочетов и ошибок. IV этап:  эксплуатация и внедрение ­ на этом этапе происходит внедрение полностью   законченной   компьютерной   программы   в   образовательный   процесс. Разрабатывается   план   практического   занятия   с   использованием   этого   продукта   и начинается его внедрение. 5 Методика использования ЭУП в образовательном процессе предусматривает ряд преимуществ. Рассмотрим эти элементы: ­ облегчает понимание изучаемого материала за счет иных, способов подачи материала; ­ допускает адаптацию в соответствии с потребностями учащегося, уровнем его подготовки, интеллектуальными возможностями;  ­   освобождает   от   громоздких   вычислений   и   преобразований,   позволяя сосредоточиться   на   сути   предмета,   рассмотреть   большее   количество   примеров   и решить больше задач (принцип многозадачности);  ­ предоставляет широчайшие возможности для самопроверки на всех этапах работы;  Итак, делая вывод по выше сказанному, нужно отметить, что на педагога­ информатика   (   разработчика)   ложится   вся   основная   нагрузка   по   контролю прохождения всех 4 этапов:  от разработки алгоритма до внедрения программы в практическое использование. Для организации учебного процесса на основе современных информационных технологий разработано множество учебных программ и учебных пособий, однако реально   каждый   педагог   разрабатывает   для   себя   и   «под   себя»   свои   программы, учебные и дидактические материалы, потому, что традиционные приемы, методы и средства обучения при переносе в современный урок должны быть соответствующим образом модифицированы. Кроме того, сочетанием традиционных и новых приемов обеспечивает достижения поставленных целей обучения.  При всем разнообразии нельзя утверждать, что какой­то метод или форма самые лучшие. Оптимизация процесса обучения означает выбор такой его методики, которая обеспечивает достижение наилучших результатов при минимальном расходе времени и сил педагога и обучающихся в данных условиях. ЭУП  «Определение   глубины   заложения   фундамента»  создается возможностями   Delphi   и   представляет   собой   приложение   с   разработанным 6 интерфейсом. Именно интерфейс определяет способ взаимодействия пользователя и приложения, какие применяются окна, каким образом пользователь управляет ими. Конкретно   при   решение   данной   задачи,   можно   отметить,   что   не   нужно привлекать материал справочников, СНиПов, методических указаний, а достаточно клика   мыши   по   элементам   интерфейса   мы   получаем   результат:   вычисленные высотные отметки, переходят на чертеж, который затем переводится в бумажный вариант   вручную,   либо   возможностями   графического   редактора   Компас   или Автокад. Delphi   —   это   система   визуального   объектно­ориентированного программирования,   позволяющая   на   самом   современном   уровне   создавать   как отдельные   прикладные   программы   Windows,   так   и   разветвленные   комплексы, предназначенные для работы в корпоративных сетях и в Интернет. Приложение,   построенное   по   принципам   объектно­ориентированного программирования   —   это   программа,   представляющая   совокупность   объектов   и способов   их   взаимодействия   между   собой,   а   не   жесткий   алгоритм,   содержащий последовательность различных команд и операторов. Проектирование   сводится   к   размещению   компонентов   на   форме,   заданию некоторых их свойств (они выбираются с панели Инспектор объектов) и написанию обработчиков событий. Компоненты библиотек Delphi оформляются в виде классов. В  классах   описываются   свойства   объекта,  его   методы   и  события,  на  которые  он может реагировать. При   формировании   и   наполнении   интерфейса   объектами   необходимо выделять   наиболее   важную   информацию,   нестандартные   данные,   элементы,   ошибки   ввода, требующие   изменения,   сообщения   высокого   приоритета, предупреждения о последствиях команды и т.п.  Принцип   единства   требует,   чтобы   элементы   изображения   выглядели взаимосвязанными.   С   этой   целью   необходимо   позаботиться   об   упорядочении организации данных. Они могут быть  7 При   проектировании   интерфейса   данной   разработки   соблюдены   основные требования   по   дизайну   и  принципу   единства,  правильно   соотносятся   по   размеру, форме, цвету. Объекты выстроены в логической последовательности, организованы последовательно,   функционально,   по   значимости,   имеют   конкретные   надписи, имеются кнопки выхода для принудительного выхода из программы. Перед началом работы с пособием студента следует ознакомить с принципом расположения данных и способ работы с проектом. Для разработки интерфейса были использованы различные по назначению и принципу   работы   объекты.   Они   сгруппированы   по   панелям   инструментов,   имеют свою классификацию.  Каждая программа реализуется согласно разработанного алгоритма, который составляется с использованием алгоритмического языка, т.е. представляется в виде блок­схем ­ совокупность различных по назначению блоков, связанных между собой линиями   связи.   Написание   алгоритма   является   наиболее   сложным,   объемным   и важным этапом разработки. Но именно алгоритмический язык облегчает написание программы на любом языке программирования по заготовленной блок­схеме. Электронное   обучающее   пособие   по   курсу   МДК   01.01.   «Проектирование зданий   и   сооружений»   является   универсальным   и   необходимым   для   студентов, обучающихся  по  направлению  08.02.01 «Строительство  и эксплуатация   зданий и сооружений». Можно отметить, что это пособие возможно дополнять расчетными элементами, усложнять. Например, изначально не проставлять отметки: нулевые и высоты помещения подвала. А это требует возвращения к справке и нахождение нужного   ответа.   В   данной   версии   допускается   появление   окна   сообщения   о неправильно   введенных   данных,   при   усложнении   использования   пособия   такие сообщения можно изъять из программы, дав на самостоятельную работу анализа полученного ответа на этот этап работы. Разработанное   электронное   учебное   пособие   позволит   студентам использовать   этот   расчет   во   время   изучения   теоретического   материала,   при 8 выполнений   практического   задания,   так   и   при   самостоятельной   работе.   Пособие увеличит интерес к изучаемой дисциплине МДК 01.01. «Проектирование зданий и сооружений» за счет его мультимедийных особенностей. Также пособие позволит студенту самому контролировать свои знания по пройденным темам, тем самым он будет   понимать,   пробелы   по   каким   межпредметным   дисциплинам   ему   нужно восполнить. Важно отметить, что расчет по определению глубины залегания фундамента является   обязательным   в   разделе   курсового   и   дипломного   проектирования, выполняемого студентами строительной специальности 08.02.01. Рассмотрим   словесный   алгоритм   пособия,   представленный   в ПРИЛОЖЕНИИ в виде элементов окон программы. У   каждого   студента,   согласно   полученного   варианта,   есть   свой   район строительства, тип проектируемого здания. Преподаватель на практическом занятии выполняет со студентами расчет глубины заложения фундамента. Для этой работы используется   компьютерный   класс.   ЭУП   выложено   (предварительно)   в  АСУ ProColledge  учебного   заведения  в   виде   практического   задания.   После   запуска пособия студенты, имеющие пропуски теоретического материала по этой теме или не   усвоившие   ее   по   другим   причинам,   обращаются   к  СПРАВКЕ.  Восстановив пробелы по теме, переходя непосредственно к расчету по номеру варианта. При вводе   недопустимых   значений,   программа   выдает   сообщение   об   ошибке. Продолжение   расчёта,   возможно,   только   после   их   исправлений.   При   верно введенных значениях, они «выстраиваются» непосредственно на чертеже.  9 ПРИЛОЖЕНИЕ  Начальный интерфейс  пособия Конструктивные  элементы здания:  наименования,  маркировка, размеры 10 Инструкция по выполнению практического задания. Содержит  теоретическую часть для восстановления «пробелов» по изучаемой  теме. 11 Выполнения задания по  вариантам  Заполняются поля ввода  исходными данными 12 Всплывающее сообщение об  ошибочно введенных данных.  Требуется повторить ввод  исходных данных Схематическая карта  глубины промерзания  грунта СНиП 2.01.01­82  «Строительная  климатология и  геофизика». Используется  для выбора данных  заданного района  строительства 13 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1 Федеральный закон от 28 февраля 2012 г.  № 11­ФЗ «О внесении  изменений в Закон Российской Федерации «Об образовании» в части применения  электронного обучения, дистанционных образовательных технологий». 2 Электронный рецензируемый международный научно­практический  журнал «Программные продукты, системы и алгоритмы» Ильин В.А. №2 4.06.2014 3 Богдановская, И. М. Информационные технологии в педагогике и  психологии: учебник / И. М. Богдановская. – СПб: Питер, 2015. – 300 c.  4 СНиП 2.01.01­82 «Строительная климатология и геофизика» стр 46  приложение 3 «Схематическая карта глубины промерзания грунта»; 5 «Территориальный каталог конструкций, изготавливаемых в  Челябинской области» Челябинск 2001; 6 7 Н.П. Вильчик, Архитектура зданий, М. Инфра Москва 2008; И.А. Шерешевский «Конструирование гражданских зданий» М.  «Архитектура­С» 2007. 8 Языки программирования Microsoft Visual Studio 2010 [Электронный  ресурс] // life­prog.ru [сайт] ­ 2017. ­ Режим доступа: http   ://   life   ­  prog    .  ru   /1_1636_   ­  osnovnie Delphi     9  ­  ponyatiya    ­  oop   ­  printsipi    ­  oop   .  html (13.02.2017). Хортон У., Хортон К. Электронное обучение: инструменты и технологии. М.: ИД КУДИЦ­ОБРАЗ, 2005. 640 с. ­ Режим доступа:  http://swsys­web.ru/ electronic­ educational­resources.html (03.03.2017). 14