Применение LabVIEW для создания виртуальных дистанционных лабораторных стендов по дисциплинам биотехнического профиля

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Народное образование. Педагогика


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Д. Г. Хафизов, В. И. Антропов, М. В. Старикова
37
не имеющим прямого отношения к физической культуре. Часто эти студенты имеют более высокий уровень общеобразовательной подготовки.
Все эти обстоятельства существенно повышают неоднородность контингента студентов. В этих условиях процесс обучения из предметно ориентированного становится личностно ориентированным. Студенты-спортсмены отличаются от других студентов не только первоначально меньшим багажом знаний. Они обладают другими, чем обычные студенты, психофизиологическими особенностями: опытом выступления в крупных соревнованиях и поэтому более глубоким пониманием сущности спорта, иной мотивацией, которая не направлена на получение глубоких знаний при обучении в учебных заведениях, учрежденных, по существу, специально для них. Поэтому задача преподавателей, тренеров и руководства всех уровней состоит в том, чтобы, действуя сообща и в одном направлении, усилить мотивацию каждого студента к получению того объема знаний и формированию тех компетенций, которые установлены федеральным стандартом нового поколения. Для них должны быть созданы дополнительные условия, продиктованные спецификой обучения. Это особенно важно для спортсменов, имеющих высокие спортивные достижения и большую часть времени, находящихся на учебно-тренировочных сборах или в соревнованиях, в связи с чем вынужденных переходить на индивидуальный график обучения (ИГО).
В Поволжской государственной академии физической культуры, спорта и туризма (Поволжской ГАФ-КСиТ) при общем количестве студентов 240 человек, 41 обучается по индивидуальному графику, что составляет 17% от их общего числа. До недавнего времени эта категория студентов фактически приравнивались к сту-дентам-заочникам. Опыт показал, что качественные показатели знаний при такой организации учебы бывают невысокими. Студенты берут в руки учебники, в лучшем случае, два раза за семестр: первый раз — перед тем как приехать для сдачи отчета по полученному заданию, второй раз — перед зачетом или экзаменом. Процесс изучения материала носит крайне неравномерный, скачкообразный характер. Таким же является и контроль знаний. Мало изменяет положение и то, что разработанные для них задания по типу, сложности и методам предъявления контроля отличаются от заданий обычных студентов в сторону облегчения.
Обеспечить высокий уровень доступности образования при сохранении его качества позволяет мобильная информационно-образовательная среда — дистанционная форма обучения, которая способна помочь студен-там-спортсменам, подолгу находящимся на сборах и соревнованиях, успешно усваивать учебный материал, что, в свою очередь, будет приводить к высоким результатам и на спортивной арене. Спортивные достижения и интеллект — два неразрывно связанных показателя, развивающихся при систематических занятиях. Успех в одной сфере неминуемо приводит к победе в другой.
В Поволжской ГАФКСиТ введена система МооШе — модульная объектно ориентированная динамическая обучающая среда, имеющая широчайшие возможности для реализации различных обучающих функций. Она стала неотъемлемой частью учебного процесса. Нами разработаны и внедрены в учебный процесс дистанционные курсы по дисциплинам: «Физика», «Информатика», «Интернет-технологии», «Компьютерная обработка данных экспериментальных исследований».
При дистанционной форме обучения все материалы учебного курса оцифрованы и выложены в Интернет, что обеспечивает целый ряд преимуществ в организации учебного процесса: доступность курса в любой момент времени из любой точки мира- широта и оперативность предоставляемой информации- автоматизация и более гибкая организация учебного процесса- мультимедийность- большие возможности для самостоятельной работы студента. Надо понимать, что обучение на основе компьютерных программ не способно заменить прямого общения преподавателя со студентом. Такое электронное обучение безличностно. Только в связке «дистанционное обучение — компьютер — преподаватель» можно действительно достичь цели в формировании всесторонне развитой личности студента.
Д. Г. Хафизов, В. И. Антропов, М. В. Старикова
Поволжский государственный технологический университет, г. Йошкар-Ола
Применение LABVIEW для создания виртуальных дистанционных
ЛАБОРАТОРНЫХ СТЕНДОВ ПО ДИСЦИПЛИНАМ БИОТЕХНИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ
Рассмотрены преимущества применения технологии виртуальных приборов и коммуникационных технологий в среде LabVIEW для организации виртуальных дистанционных лабораторных стендов по дисциплинам технического профиля.
LabVIEWLaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench (среда разработки лабораторных виртуальных приборов) представляет собой среду графического программирования, которая широко используется в промышленности, образовании и научно-исследовательских лабораториях в качестве стандартного инструмента
для сбора данных и управления приборами. LabVIEW — мощная и гибкая программная среда, позволяющая в комплексе с различными аппаратными средствами разрабатывать системы измерения, контроля, диагностики и управления практически любой сложности. Кроме того, в настоящее время LabVIEW находит все более широкое применение в университетских лабораторных практикумах — особенно по предметам технического профиля. Особенность состоит в том, что LabVIEW обладает рядом возможностей для организации связи через Интернет. Созданные в LabVIEW виртуальные приборы, выполняющие измерения реальных физических величин, с использованием реального оборудования подключенного к ПК можно использовать дистанционно.
Создание дистанционных лабораторий освобождает от многократного дублирования лабораторных стендов, что особенно актуально в связи с дороговизной биомедицинского оборудования- от выделения лабораторных помещений и т. п. Кроме того, комбинируя возможности среды LabVIEW и виртуальной обучающей среды Moodle, появляется возможность организации полноценного дистанционного обучения по специальностям технического профиля.
В качестве примера рассмотрен виртуальный лабораторный стенд с возможностью удаленного доступа для получения данных измерения в биоимпедансометрии. Биоимпеданс — это сопротивление биологической ткани переменному току различной частоты. Биоимпедансометрия — это метод определения состава тела человека посредством измерения биологического импеданса. На основе измеренных показателей импеданса на различных частотах строится характеристика, показывающая зависимость биоимпеданса от частоты тока, и вычисляются показатели индекса массы тела, состава организма и основного обмена веществ. Так как производить измерения на людях в рамках образовательного учреждения не представляется возможным, то можно воспользоваться эквивалентной импедансной схемой замещения биологического объекта.
Схемные устройства, применяемые для измерения импеданса, сводятся к измерению тока и вычислению сопротивления при известном переменном напряжении, подаваемом на схему замещения.
Структурная схема стенда состоит из измерительного сервера, к которому непосредственно подключено оборудование и web-сервера обеспечивающего доступ к стенду через Интернет. В состав оборудования входит аналого-цифровой и цифроаналоговый преобразователи для генерации переменного напряжения и измерения тока, а также эквивалентная схема замещения биологического объекта.
Взаимодействие между приложением студента и сервером с подключенным к нему оборудованием происходит с использованием технологии DataSocket Connection.
Таким образом, применение современных средств графического программирования, коммуникационных технологий и виртуальной образовательной среды позволяет организовать удаленный доступ к лабораторному оборудованию, что, в том числе, может быть применено для организации дистанционного образования по техническим специальностям.
Список использованных источников
1. Евдокимов Ю. К., Кирсанов А. Ю., Салахова А. Ш. Дистанционная лаборатория с многопользовательским доступом по общетехническим дисциплинам // Электроника и информационные технологии. — 2009. — Специальный выпуск (6). — http: //fetmag. mrsu. ru/2009−2/pdf/Remote_Lab. pdf
2. Белик К. Д., Губарев В. В. Методы моделирования при изменении импеданса и оценки глубины расположения объекта в среде с известной электрической проводимостью // Научный вестник Новосибирского государственного технического университета. — 2009. — № 4. — С. 17−24.
3. Патрахин В. А. Технология DataSocket Connection как универсальное средство сетевого обмена в среде LabVIEW // Пикад. — 2004. — № 2. — С. 30−35.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой