Учебно-иллюстративные модули на основе многоуровневых компьютерных моделей

  • Maksim Igorevich Kochergin Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники http://orcid.org/0000-0001-7404-8718
  • Vyacheslav Mihajlovic Dmitriev Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники http://orcid.org/0000-0002-1089-6993
  • Taras Viktorovich Gandzha Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники http://orcid.org/0000-0002-4996-8114

Аннотация

В данной статье описываются образовательные возможности учебно-иллюстративных модулей (УИМ), а также принципы их разработки в виде многоуровневых компьютерных моделей. Такие УИМ предполагают разделение модели исследуемого объекта на 3 уровня: объектный, логический, визуальный. На объектном уровне располагается математическая модель объекта (в блочно-компонентном или блочно-аналитическом виде). На логическом уровне – имитационная модель поведения объекта или сценарий вычислительного эксперимента. На визуальном – графический интерфейс модели с измерителями, регуляторами и другими элементами, а также с возможностью построения 2D- и 3D-графиков, 3D-анимации. С помощью УИМ можно осуществлять варьирование параметров модели исследуемого объекта, изменение внешних воздействий, наблюдая при этом реакцию объекта на данные изменения. Выполнение таких экспериментов направлено на улучшение процесса усвоения и понимания предмета, а также предоставления возможности непосредственного экспериментирования при изучении теоретического материала. УИМ могут применяться как для иллюстрации лекционного материала преподавателем, так и студентами на всех видах занятий. На лабораторных работах по естественно-научным и техническим дисциплинам применение УИМ может быть направлено на проведение виртуальных экспериментов, изучение устройства и принципов работы измерительных приборов и оборудования, установок, на конструирование сценариев вычислительного эксперимента. На практических занятиях для работы с УИМ может быть предложена обработка результатов виртуального эксперимента с возможностью многократного повторения вычислительного эксперимента или с применением методов оптимизации на модели. В качестве самостоятельной работы УИМ можно использовать в качестве тренажера: для проведение вычислительного эксперимента студентом, исследования модели объекта, нахождения закономерностей между данными и выполнения других задач. С целью углубления навыков моделирования студентам можно предложить не просто использовать готовый УИМ, а модернизировать его под имеющуюся ситуацию или создать новый самостоятельно в среде моделирования.

Сведения об авторах

Maksim Igorevich Kochergin, Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

доцент кафедры компьютерных систем в управлении и проектировании, кандидат технических наук

Vyacheslav Mihajlovic Dmitriev, Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

профессор кафедры компьютерных систем в управлении и проектировании, доктор технических наук, профессор

Taras Viktorovich Gandzha, Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

профессор кафедры компьютерных систем в управлении и проектировании, доктор технических наук, доцент

Опубликована
2023-10-15
Как цитировать
KOCHERGIN, Maksim Igorevich; DMITRIEV, Vyacheslav Mihajlovic; GANDZHA, Taras Viktorovich. Учебно-иллюстративные модули на основе многоуровневых компьютерных моделей. Современные информационные технологии и ИТ-образование, [S.l.], v. 19, n. 3, oct. 2023. ISSN 2411-1473. Доступно на: <http://sitito.cs.msu.ru/index.php/SITITO/article/view/962>. Дата доступа: 22 apr. 2024
Раздел
Е-learning, информационные технологии в образовании