Диагностика знаний в дистанционном обучении

В настоящее время дистанционное обучение - одна из утвердившихся форм обучения. Оно востребовано обществом, пользуется популярностью. Эта форма является наиболее демократичной формой обучения, позволяющей получить образование широким слоям общества вне зависимости от места проживания.

Широкое развитие может получить дистанционное образование в системе непрерывной многоуровневой профессиональной подготовки, особенно в том ее направлении, которое занимается ускоренной подготовкой специалистов с высшим образованием на базе абитуриентов, имеющих среднее специальное образование.

При решении этой задачи важное место занимает экспертиза знаний учащихся по специальным дисциплинам на различных этапах их обучения в среднем специальном образовательном учреждении и по его окончании. Эта работа является длительной, достаточно сложной в профессиональном плане и трудоемкой.

В настоящее время сформулированы некоторые важные, актуальные и для наших дней концептуальные положения, определяющие роль и место компьютера в системе других средств обучения и его разнообразные собственно педагогические возможности.

Последние как средства обучения по ряду показателей на много превосходят возможности традиционных средств реализации учебного процесса. В самом деле, компьютер совмещает в себе, причем на качественно более высоком уровне, возможности разнообразных средств наглядности, материалов с печатной основой, тренажерных устройств технических средств контроля и оценки результатов учебной деятельности, а непрерывно улучшающиеся аудиовизуальные параметры ПЭВМ, общая тенденция к переходу на естественный язык обучения с пользователем, совмещение ЭВМ с видеомагнитофоном и т.п. создают предпосылки для постепенного вытеснения устаревших, малоэффективных и статичных средств обучения (плакаты, макеты, лингафонные устройства, диапроекторы).

Зарубежный опыт и опыт наших вузов, применяющих компьютерные системы обучения и диагностики, показывает, что они являются одним из действенных средств повышения эффективности учебного процесса. Они позволяют обеспечить:

• Индивидуализированное обучение и контроль знаний обучаемых.

• Адаптацию процесса обучения к индивидуальным характеристикам обучаемых по уровню знаний и скорости прохождения материала.

• Разгрузку преподавателя от ряда трудоемких повторяющихся операций, связанных с предъявлением учебной информации и контролем знаний.

• Сбор и анализ разнообразной статистической информации, используемой для совершенствования учебного процесса.

Областью эффективного использования ЭВМ в учебном процессе является диагностика знаний. При помощи ЭВМ можно организовать сдачу промежуточных зачетов по темам, а также генерировать неповторяющиеся серии вопросов практически по всем аспектам темы. Эти вопросы могут быть использованы студентами и для самоконтроля, а также при повторении пройденного материала, что способствует закреплению полученных знаний.

Система контроля должна быть построена в соответствии со структурно логической схемой, которая строится исходя из целей контроля. Усвоение можно контролировать различным образом: от тонких не формализуемых оценок, выполняемых непосредственно в процессе учебного занятия по реакции и настроению аудитории, до разветвленных детальных тестовых проверок, при которых задания, выдаваемые студентам, хорошо формализованы и документально зафиксированы, а результаты выполнения этих заданий оцениваются путем сравнения с эталоном.

Литература.

Гапоненко А.Л. Управление знаниями. – М.: ИПК госслужбы, 2001. – 52 с.

Воронежский государственный технический университет

УДК 681.3

А.В. Паринов, Д.Е. Пачевский

Пакет автоматизированного проектирования фасонных резцов

Использование средств компьютерной поддержки инженерных решений обеспечивает повышение качества проектирования, снижение материальных затрат, сокращение сроков проектирования и, в конечном итоге, повышение экономической эффективности процесса производства изделий.

В качестве объекта проектирования рассматриваются широко используемые в машиностроительном производстве фасонные резцы. Математическое и методическое обеспечение процесса проектирования фасонных резцов апробировано в производстве.

Трудоемкость процесса проектирования вызвана тем, что для каждой новой детали разрабатывается конкретная индивидуальная конструкция резца. Конструктор вынужден повторять трудоемкие проектные процедуры, связанные со значительным объемом расчетов.

При разработке конструкции фасонных резцов проектировщик испытывает следующие трудности, ограничивающие достоверность результата при традиционном проектировании:

• переменная геометрия резания, создает проблемы с участками профиля резца, где углы в плане близки к нулю;

• ошибки при конструировании, изготовлении и установке инструмента приводят к погрешностям профиля детали, что должно быть учтено на этапе профилирования резца;

• возникающие в зоне резания высокие силы и температуры должны быть учтены во избежание погрешностей при обработке детали;

• требуемая высокая геометрическая точность профиля резца при шлифовании приводит к необходимости итерационного расчёта допусков на изготовление резца.

Данные проблемы при проектировании, эксплуатации и изготовлении фасонных резцов приводят к необходимости компьютерной поддержки, что во много раз повышает эффективность процесса проектирования.

Для разработки CAD-системы проектирования фасонных резцов произведен анализ используемых методов профилирования фасонных инструментов, разработана база данных по конструкции и параметрам типовых элементов резцов, разработана модель определения допусков на изготовление резца. С целью повышения точности при обработке фасонными резцами проведены многофакторные эксперименты и выведены эмпирические зависимости влияния элементов режима резания и геометрии резцов на силы резания и температуру в зоне обработки.

Разработан пакет автоматизированного проектирования фасонных резцов, состоящий из расчетных и графических модулей, связанных в единый проектный цикл. В качестве программного обеспечения используются графический пакет T-Flex\CAD, система управления баз данных Access, расчетный пакет Excel.

Пакет состоит из ряда проектных процедур, разбитых на ряд этапов: “Исходные данные”, “Подготовка к профилированию”, “Назначение и проверка геометрии”, “Профилирование производящей поверхности”, “Коррекция особых участков профиля”, “Назначение допусков”, “Чертеж резца”. Результатом работы с пакетом является параметрический чертеж фасонного резца, выполненный в T-Flex\CAD. В отличие от ручного проектирования, работа с пакетом позволяет рассмотреть многовариантные конструкции резцов и выбрать оптимальный.

Для работы с пакетом специальной подготовки по программному обеспечению от пользователя не требуется – достаточно знать специфику проектирования фасонных резцов. Система автоматизированной поддержки проектирования фасонных резцов может иметь как промышленное применение, так и использоваться в учебном процессе.

Воронежский государственный технический университет

УДК 681.3

Е.Д. Федорков, Н.Н. Свиридова, В.Н. Зенкова, И.С. Малышева

Зубошлифование как способ отделочной обработки зубчатых колес

Целью проведения исследовательской работы в данной области является повышение технико-экономических показателей технологического процесса отделочной обработки зубчатых колес

Процесс абразивного шлифования закаленных зубчатых колес предназначен для улучшения микро геометрии боковых поверхностей зубьев, удаления с рабочих поверхностей забоин, заусениц, и следов окалины, а также исправления небольших погрешностей параметров зубчатых венцов, вызванных термообработкой. В процессе зубошлифования чистота боковых поверхностей зубьев повышается на один – три класса, улучшается контактно-шумовая характеристика зубчатых колес, уменьшается шероховатость поверхности зубьев зубчатых колес, повышается контактная прочность зубьев, увеличивается производительность зубообработки благодаря повышению режимов предварительной обработки с последующим зубошлифованием. При зубошлифовании снимается незначительный припуск с поверхности зубьев (0,01-0,2мм), что дает возможность обрабатывать зубчатые колеса из цементированной стали без снижения их износостойкости.

Шлифование – процесс обработки заготовок резанием при помощи шлифовального круга – инструмента, имеющего форму тела вращения и состоящего из абразивных зерен и связующего их материала. При вращении круга наиболее выступающие из связки зерна, контактируя с заготовкой, снимают с её поверхности тонкие стружки. Большинство из них, сгорая, образуют пучок искр.

Шлифование осуществляется при больших скоростях резания (70 м/с и выше) снятием стружки с малой площадью сечения. В связи с этим, а также невыгодными углами резания температура в рабочей зоне достигает 1500 С.

Обработка шлифованием в большинстве случаев является чистовой и отделочной операцией, обеспечивающей высокое качество обработанной поверхности и точность обработки. Процесс шлифования обычно осуществляется при помощи трех движений: вращения шлифовального круга, вращения или возвратно-поступательного перемещения обрабатываемой детали и движения подачи, осуществляемого кругом или обрабатываемой деталью.

Микрогеометрия поверхности зубьев в основном зависит от зернистости применяемого абразивного материала и числа продольных ходов. При зернистости абразива 10-16 достигается 6-7-й класс чистоты обработанной поверхности, при зернистости абразива 10-16 достигается 6-7 класс чистоты обработанной поверхности, при зернистости 6-8 – соответственно 8-9-й класс. При двух – четырех продольных хода шероховатость поверхности улучшается на один-два класса, при четырех-шести хода – два-три класса.

Результаты, полученные при исследовании динамики шлифования, использовались для расчетов, связанных с определением точности обработки, мощности станков, необходимой жесткости технологической системы СПИД. Исследования позволили установить закономерность изменения силы резания в процессе шлифования.

При врезании с постоянной или ускоренной подачей происходит достаточно интенсивное возрастание силы и мощи резания. Интенсивность увеличения силы резания на этом этапе зависит в основном от режима шлифования и жесткости технологической системы СПИД. Такой рост сил по мере продолжительности шлифования первоначально объяснялось только изменением состояния рабочей поверхности круга, в основном износом шлифующих зерен и увеличением сил трения связки круга. Более поздние исследования показали, что этот этап характеризуется неустановившимся режимом съема металла, когда фактическая глубина резания непрерывно возрастает по мере увеличения натяга в системе СПИД.

При наличии на детали исходных неточностей формы, обусловленных предыдущими операциями, величина сил резания периодически убывает или возрастает в соответствии с изменением фактической глубины резания.

Воронежский государственный технический университет

УДК 681

Д.Е. Пачевский, А.И. Бобров, А.В. Паринов

Математическая модель алгоритма идентификации в подсистемы идентификации пользователя по клавиатурному почерку

Идентификация пользователя по клавиатурному почерку, как и во многих других системах, производится на основании оценки некоторого параметра, имеющего смысл вероятности соответствия проверяемого пользователя «правильному»:

, (1.1)

где X – оцениваемый параметр, имеющий смысл вероятности,

Z – пороговая вероятность, при превышении которой пользователь считается идентифицированным;

P(X,Z) – индикатор идентификации.

Вероятность соответствия пользователя «эталонному» определяется эмпирически на основании сравнения характеристик проверяемого пользователя с эталонными характеристиками:

, (1.2)

где k – число «совпавших» характеристик,

N – общее число проверенных характеристик.

Совпадение характеристик не означает их тождественного равенства; как правило, проверяемая характеристика должна попадать в «доверительный интервал» эталонной характеристики.

В качестве эталонных характеристик выбирается величина, медленно изменяющаяся от опыта к опыту. Она должна быть стабильна для пользователя и уникальна для него: для других пользователей она должна иметь отличное значение.

В идентификации по клавиатурному почерку такими величинами служат временные интервалы между нажатиями некоторых комбинаций клавиш. Эти комбинации являются устойчивыми для данного пользователя. Уникальность пользователя в смысле клавиатурного почерка проявляется в определённом наборе устойчивых комбинаций и длительности временных интервалов в пределах всех таких комбинаций.

«Устойчивость» i-й комбинации проявляется в разбросе значений временных интервалов всех нажатых пользователем i-х комбинаций относительно среднего (математического ожидания множества интервалов). Чем меньше разброс, тем больше вероятность, что временной интервал следующей i-й комбинации, набранной пользователем, будет близок к среднему, тем комбинация устойчивее.

В качестве эталона пользователя из всех комбинаций необходимо отобрать наиболее устойчивые. Экспериментальные исследования показывают, что в качестве эталонных можно отбирать комбинации, относительный разброс которых составляет не более 0,2 от математического ожидания для дуалов (комбинаций из двух клавиш) и не более 0,15 для триалов (комбинаций из трёх клавиш).

В процессе идентификации пользователя из потока нажимаемых им клавиш выделяются дуальные и триальные комбинации (последовательности длиннее трёх клавиш брать нецелесообразно, т.к. их устойчивость проявляется только для пользователей, профессионально работающих с клавиатурой, например, слепым десятипальцевым методом набора). Если последовательность является устойчивой для предполагаемого пользователя, то она подлежит оценке; иначе оценку по неустойчивой комбинации производить нельзя. Комбинация сравнивается с эталонной; если её характерное время попадает в доверительный интервал эталонной комбинации, то комбинация считается совпавшей; в противном случае комбинация считается несовпавшей.

Доверительный интервал эталонной комбинации рассчитывается на основании среднего времени этой комбинации и среднего отклонения, вычисленного при вводе пользователем эталонной последовательности. Эти две величины полностью характеризуют дуальную комбинацию (для триальных таких величин будет четыре, соответственно для первого и второго временных интервалов комбинации).

После проверки очередной устойчивой комбинации вычисляется новое значение вероятности соответствия проверяемого пользователя эталонному (X=k/N) и по формуле 1.1 производится перерасчёт индикаторы идентификации.

Воронежский государственный технический университет

УДК 681.3

Е.Н. Кордюкова, С.В. Лобанова