• Ешқандай Нәтиже Табылған Жоқ

факс e-mail pkkstu@mail.ru Адрес редакции: 110010, г

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2024

Share " факс e-mail pkkstu@mail.ru Адрес редакции: 110010, г"

Copied!
155
0
0

Толық мәтін

(1)

1

Регистрационный № 15806-Ж

2016 жылы құрылған Основан в 2016 году Жылына 4 рет шығады Выходит 4 раза в год

Редакцияның мекен жайы:

110010; Қостанай қ., Герцен көшесі, 27, тел. (7142) 55-46-44 факс (7142) 55-41-42 e-mail pkkstu@mail.ru

Адрес редакции:

110010, г. Костанай, ул.Герцена, 27, тел. (7142) 55-46-44 факс (7142) 55-41-42 e-mail pkkstu@mail.ru

Академик Зұлқарнай Алдамжар атындағы Қостанай әлеуметтік-техникалық университеті

ТЕХНИКАЛЫҚ ҒЫЛЫМДАР ХАБАРШЫСЫ ВЕСТНИК ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК

Костанайского социально-технического университета

имени академика Зулхарнай Алдамжар

(2)

2

(3)

3 Құрылтайшы:

Академик Зұлқарнай Алдамжар атындағы Қостанай әлеуметтiк-техникалық университетi,

Халықаралық инновациялық білім беру консорциумы.

Учредители:

Костанайский социально-технический университет им. академика Зулхарнай Алдамжар,

Международный инновационно-

образовательный консорциум.

БАС РЕДАКТОРЫ ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР

Доктор технических наук, профессор Баймухамедов М.Ф.

Бас редактордың орынбасары Зам. главного редактора

Кандидат технических наук, доцент Рыспаев К. С.

РЕДАКЦИЯ АЛҚАСЫНЫҢ МҮШЕЛЕРI РЕДАКЦИОННО-ИЗДАТЕЛЬСКИЙ СОВЕТ:

Д.ф-м.н. Джаманбалин К.К. – председатель совета Д.т.н. Князев С.Т. – сопредседатель (Россия)

Д.т.н. Батырканов Ж.И. – сопредседатель (Кыргызстан) Члены редакционно-издательского совета:

д.т.н. Скормин В.A. (США), д. ф-м. н. Герасименко Н. Н., д.т.н. Шанчуров С. М., д.т.н., Неволин Д.Г., д.т.н. Самуйлов В.М.(Россия);д.т.н. Шаршеналиев Ж. Ш., д.т.н. Джолдошов Б.О., д.т.н. Боскебеев К.Д.(Кыргызстан);д.т.н. Ашимов А. А., д.т.н. Ахметов И.С., д.т.н. Бейсенби М. А., д.т.н., Бияшев Р. Г., д.т.н.

Шарипбаев А.А., д.т.н. Атанов С.К., д. ф-м.н. Медетов Н. А, д.т.н. Курманов А.К., доктор PhD Алдамжарова Г.З., к. ф-м. н. Калаков Б.А. (Казахстан)

Журнал Қазақстан Республикасының мәдениет, ақпарат және қоғамдық келісім министерлігінде баласым ретінде тіркеліп, Тіркелу куәлік- № 15806-Ж- 27.01.2016 ж.

Таралымы 300 дана. Басылым мерзiмi – жылына 4 рет.

Издание зарегистрировано Министерством по инвестициям и развитию Республики Казахстан. Регистрационное свидетельство № 15806-Ж от 27.01.2016 г. Тираж 300 экземпляров. Периодичность издания – 4 номера в год.

(4)

4

Баганов Н.А., Бехтольд Т.Г.

К вопросу управления техническим состоянием машин ... 6 Байманкулов А.Т., УакбаеваМ. Б.

Динамическое моделирование информационных технологий в образовательной системе ... 12 Баймухамедов М.Ф.

Модель объектно-функциональной системы управления предприятием ... 29 Баймухамедов М.Ф., Назарова И.Н.

Разработка моделей автоматизированной системы дистанционного обучения на базе интегрированной информационной системы ... 40 Денежко Л.В., НовопашинЛ.А., АсанбековК.А., СадовА.А.,

КоротаевА.А., Голомолзин Д.В.

Использование диметилэфира в качестве альтернативного топлива в тракторном дизеле ... 47 Исмаилов А.О., Кожевников А.

Система интегрированных информационно-аналитических систем как инновационное средство сопровождения научных исследований в социально- политической сфере ... 55 Каренов Р. С.

Горно-металлургический комплекс Казахстана: современное состояние, проблемы, стратегические приоритеты развития ... 66 Каренов Р. С.

Технико-экономические приоритеты развития атомной энергетики в мире и Казахстане ... 85 Классен Ю.В.

Методика обоснования альтернативного энергоснабжения от возобновляемых источников энергии ... 92 Классен Ю.В., Сапанов Е.К.

Обоснование методики расчёта газоснабжения сельских населенных

пунктов ... 97 Кожевников А.

Анализ проблемы информационно-технологического сопровождения научных исследований в социально-политической сфере ... 104 Коротаев А.А., НовопашинЛ.А., Кочетков П.В.

Снижение пусковых износов автотракторных двигателей при низких температурах ... 110 Коротаев А.А., НовопашинЛ.А., Садов А.А.

Пневмосистема управления тормозами тракторного прицепа с применением ресивера ... 118

(5)

5

Митина О.А., Юрченко И.В.

Методы обеззараживания питьевой воды ... 122 НовопашинЛ.А., СадовА.А., ДенежкоЛ.В., Коротаев А.А.

Применение присадки «НАНОКОР-F» В дизельном топливе для восстановления показателей секций ТНВД ... 129 Пащенко Д.В., Синев М.П., Кутузов В.В., ТрокозД.А., Сауанова К.Т.

Средства объективного контроля системы управления объектами наземной инфраструктуры ракетно-космической техники ... 135 Рыспаев К.С., Сулейменова Б.Б.

Проблема освоения возобновляемых источников энергии для автономного

электроснабжения ... 147 Правила оформления статей ... 153

(6)

6

УДК 629.017

К ВОПРОСУ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИМ СОСТОЯНИЕМ МАШИН

Н.А.Баганов1, Т.Г.Бехтольд2,

кандидат технических наук, доцент1, магистр, старший преподаватель2, Костанайский инженерно-экономический университет

им. М.Дулатова (Казахстан)

Положительные рецензии даны д.т.н. Кушнир В.Г.

и к.т.н. Дейнегой В.В.

В обзорной статье рассмотрены показатели, влияющие на техническое состояние и надёжность объекта. Представлены пути и схема управления техническом состоянием машин. Указана цель управления техническим состоянием и надёжностью машины. Она заключается в обеспечении при изготовлении, восстановлении, ремонте и поддержании при техническим обслуживании высокого или оптимального уровня работоспособности и исправности машины. Необходимо создавать условия, позволяющие уменьшить частоту отказов при сокращении материальных и денежных издержек. В статье отмечено, что при эксплуатации техники цель управления заключается в сохранении высокой или оптимальной надёжности машины как управляемой системы.

Представлены пути управления техническим состоянием и надёжностью машины и рассмотрен планово-предупредительный метод ТО. Это ТО и ремонт после определённой наработки, вне зависимости от технического состояния. Он является наименее неэкономичным, хотя в недавнем прошлом был широко распространён.

Таким образом, стратегия развития системы диагностирования и управления техническим состоянием машин в условиях рынка направлена на расширение применения метода ТО и ремонта по состоянию за счёт сокращения области применения этого метода по наработке, а также выявлению составных частей машин, обслуживание и ремонт которых экономически целесообразно проводить по потребности после отказа.

Ключевые слова: надёжность, техническое состояние, отказы, машина, эксплуатация.

По мере наработки сельскохозяйственная машина стареет, увеличиваются число отказов и ремонтов, продолжительность простоя машины. Это ведёт к прогрессивному росту издержек на машину по мере её эксплуатации. Устанавливая допускаемые, предельные издержки на ТО и ремонт, своевременно прекращают дальнейшую эксплуатацию машины, ремонтируют или списывают её, предотвращая тем самым увеличение числа

(7)

7

отказов. Издержки становятся обобщённым показателем, управляющим надёжностью и техническим состоянием машины.

Для поддержания и восстановления высокого или оптимального уровня работоспособности используют комплекс управляющих показателей, влияющих на техническое состояние и надёжность объекта. К ним следует отнести:

 допускаемые и предельные отклонения параметров;

 межконтрольную наработку;

 ресурс или среднюю наработку на отказ;

 назначенный остаточный ресурс до ремонта;

 срок службы машины до списания;

 суммарные издержки на техническое обслуживание и ремонт и др.

Ресурс или наработка на отказ Тср характеризует степень восстановления работоспособности составной части при ремонте так же, как эти показатели характеризуют степень обеспечения работоспособности при ее изготовлении.

В процессе эксплуатации управление техническим состоянием сельскохозяйственной машины осуществляется путём контроля со стояния, назначения и проведения ремонтно-обслуживающих работ, предупреждающих отказы или устраняющих их последствия. В результате проведения соответствующих технических мероприятий восстанавливают ресурсные и функциональные параметры машин до уровня номинальных или близких к ним значений. При этом восстанавливаются технический ресурс и высокая вероятность безотказной работы составных частей сельскохозяйственной машины.

Как и в каждом процессе управления, можно выделить цель, управляемую систему, управляющие показатели и воздействия, целевые функции управления, динамический характер и причинную связь элементов системы, обратную связь.

При эксплуатации техники цель управления заключается в сохранении высокой или оптимальной надёжности машины как управляемой системы.

Управление техническим состоянием машин — это целенаправленное изменение их состояния с помощью управляющих воздействий, ведущих к достижению поставленной цели (рисунок 1).

Цель управления техническим состоянием и надёжностью заключается в обеспечении при изготовлении, восстановлении, ремонте и поддержании при техническим обслуживании высокого или оптимального уровня работоспособности и исправности машины, а также в создании условий, позволяющих уменьшить частоту отказов при сокращении материальных и денежных издержек.

(8)

8

Управляющие показатели: tм — межконтрольная наработка; D - опускаемое отклонение параметра; tост — остаточный ресурс; Т— средний ресурс

составной части.

Рисунок 1 - Схема управления техническим состоянием машин.

Управление техническим состоянием и надежностью машины можно осуществлять различными путями. Наиболее прогрессивный путь — это улучшение физико-механических свойств материалов элементов машины и их конструкции. Эти возможности реализуют на этапе проектирования, разработки конструкции машины или ее составной части.

Применение износостойких материалов, создание условий, сохраняющих энергию, расходуемую на трение и износ составных частей, использование улучшенных уплотнений, фильтрующих элементов резко снижают скорость изнашивания и изменения параметров состояния, увеличивают средний ресурс (Тср) составных частей. Сокращается число отказов, а значит и число ремонтов машины, их общая трудоёмкость, продолжительность и себестоимость.

Рост наработки между отказами даёт возможность увеличить периодичность технического обслуживания, исключить ряд регламентированных операций, снизить трудоёмкость, продолжительность и стоимость обслуживания.

Другой путь управления техническим состоянием и надёжностью машин заключается в изменении динамики структурных параметров состояния элементов. Назначая оптимальные допускаемые отклонения структурных параметров технического состояния, изменяя межконтрольную наработку, повышая степень восстановления исходных характеристик при техническом обслуживании и ремонте, предупредительно заменяя недолговечные составные части, имеющие более высокие скорости изнашивания, увеличивают наработку между отказами, уменьшают среднюю

(9)

9

скорость изменения параметров состояния машины. Эти мероприятия проводят при эксплуатации.

Управление техническим состоянием машин путем улучшения параметров распределения ресурсов или наработки до отказа и параметров потока отказов элементов можно представить как следствие реализации первых двух путей управления.

При управлении надёжностью машин диагностирование их со ставных частей и прогнозирование технического состояния и остаточного ресурса выступают как отдельные этапы процесса. Если при прогнозировании имеют дело с деталями и составными частями, то при управлении — с агрегатами и машинами в целом, рассматривая при этом не только прогнозирование технического со стояния, но и вопросы принятия и реализации решений в области технического обслуживания и ремонта машин.

Непременное условие успешного управления состоянием машин — знание динамики параметров состояния и прогнозирование их изменения.

Для этого нужно располагать зависимостями между показателями динамики параметра и вероятностью отказа, средним ресурсом элемента по рассматриваемому параметру с учетом управляющих показателей. Такие зависимости устанавливают с помощью теории прогнозирования технического состояния машины.

Обратная связь в процессе управления техническим состоянием машин (см. рисуно1) служит для получения информации о фактических показателях надёжности, эффективности, экологичности работы машин после управления, проверки результатов управления сравнением ожидаемых оптимальных значений показателей машин с фактическими показателями, корректировки управляющих показателей.

При управлении техническим состоянием предъявляют требования высокой точности определения и прогнозирования параметров технического состояния машин, оценки показателей их надёжности, эффективности, экологичности. Эти требования можно вы полнить, снижая погрешность измерения и прогнозирования пара метров состояния, точно выполняя предупредительные работы в зависимости от заданных значений управляющих показателей, получая достоверную информацию о показателях надёжности, эффективности и экологичности работы.

Обоснованные решения по методам, средствам, технологии диагностирования, процедуре принятия решения по результатам этого процесса, организации диагностирования, наконец, по управлению техническим состоянием машин по итогам диагностирования должны воплотиться в четкую стратегию и тактику развития этого важного направления работ в области ТО и ремонта сельскохозяйственной техники и автомобильного транспорта.

Стратегия системы, в первую очередь, должна учитывать основную цель ТО и ремонта машин, заключающуюся в обеспечении высокой наработки (времени работы) на отказ МТА (машины, линии по переработке сельскохозяйственного сырья и др.), равной и больше напряженного периода

(10)

10

работы при относительно малых издержках. В растениеводстве этот период составляет 80-100 мото-ч. Упомянутая цель достигается путем кардинального сокращения числа отказов (первая задача), а также и значительным снижением продолжительности устранения их последствий (вторая).

Выполнение первой задачи заключается в предупреждении отказов, неисправностей за счёт широкого использования метода выполнения операций ТО и ремонта по состоянию машины после контроля, диагностирования. Этот метод является наиболее перспективным. Он широко развит за рубежом. Его использование позволяет повысить наработку на отказ контролируемых составных частей машин в 3-5 раз при относительно малом уменьшении сред него их ресурса (на 15-30%).

В ряде случаев при небольших простоях и издержках, вызванных отказом, следует использовать метод ТО и ремонта по потребности, после отказа. В настоящее время именно этот метод получил наибольшее распространение.

Имеется еще один планово-предупредительный метод ТО и ремонта после определённой наработки, вне зависимости от технического состояния.

Он является наименее неэкономичным, хотя в недавнем прошлом был широко распространен.

Таким образом, стратегия развития системы диагностирования и управления техническим состоянием машин в условиях рынка должна быть направлена на расширение применения метода ТО и ремонта по состоянию за счет сокращения области применения этого метода по наработке, а также выявлению составных частей машин, обслуживание и ремонт которых экономически целесообразно проводить по потребности после отказа.

Вторая задача — резкое уменьшение продолжительности устранения последствий отказов решается путем оперативного вызова и применения передвижных ремонтных мастерских, широкого использования метода поиска неисправностей по качественным при знакам состояния машин, организации страхового запаса недолго вечных деталей и ремонтных комплектов, фиксированию в договорах на услуги по техническому сервису гарантий на ремонт, санкций за превышение времени простоя и др.

Успешное выполнение первой и второй задач тесно связано с рядом рыночных категорий, в том числе с ценой, рентабельностью ТО и ремонта, платежеспособностью потребителей и исполнителей технического сервиса и другими экономическими рычагами, заменяющими административные.

Решение первой задачи, реализация первого и третьего методов ТО и ремонта машин связаны с определённым совершенствованием технологий, средств, организации и управления ТО и ремонта и, в первую очередь, системы диагностирования.

(11)

11

ЛИТЕРАТУРА

1. Кузьмин Н.А. Техническая эксплуатация автомобилей:

закономерности изменения работоспособности: учебное пособие.- М.:

ФОРУМ, 2011.- 208с.

2. Круглик В.М., Сычев Н.Г. Технология обслуживания и эксплуатации автотранспорта.- Минск: Новое знание; М.: Инфра-М, 2015.- 260 с.

МАШИНАЛАРДЫҢ ТЕХНИКАЛЫҚ ЖАҒДАЙЫН БАСҚАРУ МӘСЕЛЕСІНЕ

Шолу жасау мақаласында нысанның техникалық жағдайына және сенімділігіне ықпал ететін көрсеткіштері қарастырылды. Машиналардың техникалық жағдайын басқару жолдары мен сұлбалары берілді. Нысанның сенімділігі мен техникалық жағдайын басқару мақсаты көрсетілді. Ол техникалық қызмет көрсету кезінде жұмыс қабілеттілігі мен машина жөнделуінің жоғарғы немесе тиімді деңгейін ұстау және жөндеу, қайта қалпына келтіру, дайындау кезінде қамтамасыз етуді білдіреді.

Материалдық және ақшалай шығындарын қысқарту кезінде бас тартулардың жиілігін азайтуға себеп болатын жағдайлар жасау қажет.

Мақалада техниканы пайдалану кезінде басқаруы машинаның жоғарғы немесе тиімді сенімділігін басқару жүйесі ретінде сақталуын білдіреді.

Машиналардың техникалық жағдайын және сенімділігін басқару жолдары берілді және ТҚ жоспарлы-алдын ала ескерту әдісі қаралды. Бұл техникалық жағдайына байланысты емес белгілі пайдаланымдарынан кейін ТҚ және жөндеу. Ол жуырда ғана кең таралған болғанмен аса үнемді болып табылады.

Сонымен, нарық жағдайларында машиналардың техникалық жағдайын басқару және диагностикалау жүйелерін дамыту стратегиясы ТҚ әдісін қолдануды кеңейтуге және пайдалым бойынша осы әдісті қолдану саласын қысқарту есебінен жағдайы бойынша жөндеу, сондай-ақ машиналардың құрылымдық бөліктерін анықтау, олардың қызмет көрсетуі мен жөндеуін тек бұзылудан соң қажеттілігі бойынша экономикалық тұрғыдан өткізген абзал.

Түйін сөздер: сенімділік, техникалық жағдайы, бас тартулар, машина, пайдалану

ON CONTROL OF TECHNICAL STATE OF MACHINES

Review article shows indicators, impacting state and safety of object. Ways and scheme of control of machine’s technical state are given. Purpose of control of machine’s technical state and safety are justified. It is an assurance during production, repair, restoration and maintaining during technical service high and optimal level of work state and operability of machine. Conditions, allowing to decrease number of faults, followed by decrease of material and financial expenses, must be created. In article it is noted that at operation of equipment the purpose of management is preservation of high or optimum reliability of the car as the operated system.

(12)

12

Ways of management of technical condition and reliability of the car are presented and scheduled preventive method of technical service is considered.

This is TS and repair after a certain operating time, regardless of technical condition. It is the least uneconomical though in the recent past it was widespread.

Thus, strategy of development of system of diagnosing and management of technical condition of cars in the conditions of the market is directed to expansion of application of the method of TS and repair on a state due to reduction of a scope of this method on an operating time, and also identification of components of cars, service and repair of which is economically expedient to carry out on requirement after refusal.

Keywords: safety, technical state, failures , machine, exploitation.

УДК 681.5

ДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЕ

А.Т.Байманкулов1, М. Б. Уакбаева2,

доктор физико-математических наук, доцент1, магистрант2, Костанайский государственный университет им. А. Байтурсынова

Положительные рецензии даны д.т.н. Курмановым А.К.

и к.т.н. Кудубаевой С.А.

Информационные технологии развиваются в нашей стране достаточно быстро. Однако вопрос качества образования остается актуальным в связи с массовым внедрением информационных технологий в образовательный процесс высших учебных заведений, в связи с чем, неотъемлемой частью высшего образования становится важность формирования исследовательского типа мышления у студентов.

Особенности функционирования гуманитарного образования в педагогике переходного общества в условиях современных процессов модернизации и актуализация приоритетных направлений вуза на повышение мотивации педагогов к изучению и применению современных образовательных технологий для повышения качества образования требуют разработки новой динамической модели применения информационных технологий в образовании.

Путем последовательного анализа и усложнения структуры, авторами была разработана динамическая модель образовательного процесса с использованием информационных технологий. Для разработки этой модели были определены сценарии основных событий, описаны

(13)

13

информационные потоки основных участников информационно- образовательной среды.

Ключевые слова: информационные технологии, моделирование, образовательная система, диаграмма состояний, сценарий, событие, лекция.

Модель – одна из основных категорий теории познания. В широком смысле модель – любой образ (изображение, карта, описание, схема, чертёж, график, план и другое) какого-либо объекта, процесса или явления, используемый в качестве их “заместителя” или “представителя”.

Модель (лат. “modulus” – мера) – это объект-заместитель объекта- оригинала, обеспечивающий изучение некоторых свойств последнего;

упрощённое представление системы для её анализа и предсказания, для получения качественных и количественных результатов, необходимых для принятия правильного управленческого решения [1].

Моделирование – это представление объекта моделью для получения информации о нём путём проведения экспериментов с его моделью.

Моделирование облегчает изучение объекта с целью его создания, дальнейшего преобразования и развития. Существует два основных вида моделирования: аналитическое и имитационное.

Для управления бизнес процессами (англ. “Business Process Management”, BPM) в современных системах используют методы имитационного моделирования [2].

На идее модели по существу базируется любой метод научного исследования, как теоретический (при котором используются различного рода знаковые, абстрактные модели), так и экспериментальный, использующий предметные модели.

Модели предметной области – это совокупность описаний, обеспечивающих взаимопонимание между пользователями: специалистами организации и разработчиками.

Модели всегда проще реальных объектов, но они позволяют выделить главное, не отвлекаясь на детали. Различают математические, физические, ситуационные, электрические, информационные модели.

Так, например, математические модели используют для описания объектов и процессов живой и неживой природы и технологии, в том числе–

в физике, биологии, экономике.

Наиболее очевидными, с точки зрения применения методов моделирования, несомненно, являются процессы управления, где на основе полученной информации необходимо принимать соответствующие решения.

Обычно моделирование используется для исследования существующей системы, когда реальный эксперимент проводить нецелесообразно из -за значительных финансовых и трудовых затрат, а также при необходимости проведения анализа проектируемой системы, т.е. которая ещё физически не существует в данной организации. Для человека информационная модель

(14)

14

является источником информации, на основе которой он формирует образ реальной обстановки [3].

Однозначного понятия системы нет. В общем виде под системой понимают совокупность взаимосвязанных элементов, образующих определённую целостность, единство.

Процесс построения модели является творческой процедурой, трудно поддающейся формализации. Модельные представления являются абстрактными образами элементов системы (объектов, технических средств, программного обеспечения и др.). Вместе они позволяют получить достаточно полное представление о создаваемой системе.

Количество групп элементов информационной модели определяется степенью детализации описания состояний и условий функционирования объекта управления. Как правило, элемент информационной модели связан с каким-либо параметром объекта управления.

В нашем случае необходимо создать модель использования информационных технологий в образовании.

Определим основные этапы моделирования:

1. постановка задачи;

2. разработка модели;

3. эксперимент;

4. анализ результатов моделирования.

Задачу моделирования можно сформулировать так: необходимо получить динамическую модель применения информационных технологий в образовательной среде.

Для разработки динамической модели необходимо осуществить следующие этапы проектирования:

1. проанализировать потребности в обучении;

2. разработать план и сформулировать предложения, направленные на удовлетворение потребностей в обучении и достижение запланированных целей;

3. создать модель обучения с использованием информационных технологий, которая удовлетворит потребности участников образовательного процесса.

И так, основными участниками образовательного процесса будут объекты «учащийся» и «преподаватель».

Объект «Учащийся» обладает свойствами и потребностями. Основное свойство, присущее данному объекту, обладающее достаточной важностью для моделирования – это способность к обучению. Основная потребность этого объекта – овладение определенными знаниями, умениями, навыками.

Объект «Преподаватель». Основное свойство объекта, которое целесообразно учесть при моделировании – это способность к передаче знаний, умений и навыков объектам класса «Учащийся». Основная потребность «Преподавателя» - передать знания «Учащемуся» таким образом, чтобы обученность была максимальной.

(15)

15

По условиям задачи, передача знаний, умений и навыков будет осуществляться посредством информационных технологий, которых, на сегодняшний день, можно применить огромное количество. Следовательно, для нахождения эффективного решения поставленной задачи, нужно определить технологии, которые станут средством транспортировки каждого элемента знаний, передаваемого внутри системы.

Для удобства дальнейшего использования, введем классификацию информационных технологий. Пусть, на первом уровне, все имеющиеся технологии разделим на дистанционные и аудиторные.

К дистанционным технологиям отнесем те, которые целесообразно применять для транспортировки элементов знаний между теми участниками образовательной системы, которые физически удалены друг от друга. В тех случаях, когда транспортировка элементов знаний будет осуществляться непосредственно от «Преподавателя» к «Учащемуся» в аудитории, будем говорить о применении «Аудиторных» технологий.

Таким образом, на втором уровне нашей классификации, к классу дистанционных технологий отнесем:

- off-line пересылка сообщений (электронная почта, мессенджеры);

- off-line групповая рассылка сообщений;

- off-line выдача учебного материала (виртуальный блог);

- on-line обмен сообщениями (чаты, мессенджеры);

- on-line общений (видео и аудио конференции).

К классу аудиторных информационных технологий будут относиться варианты использования мультимедийных технологий (презентации, аудио и видео лекции, обучающие фильмы и прочее).

На первом этапе создания модели обучения с использованием информационных технологий, смоделируем объекты «Учащийся» и

«Преподаватель» (рис. 1).

(16)

16

Рисунок 1 – Удовлетворение потребностей объекта «Учащийся»

Так как сам объект «Преподаватель» интересует нас меньше, чем процесс «Преподавание», то и рассматривать в модели, в первую очередь, будем процесс.

Рисунок 2 – Процесс «Преподавание»

Процесс «Преподавание» (рис. 2) является основным в модели применения информационных технологий в образовании, так как именно тот процесс является средством удовлетворения образовательных потребностей объекта «Учащийся».

Составим схему процесса получения образования со стороны объекта

«Преподаватель» и со стороны объекта «Учащийся».

(17)

17

Следующим этапом в моделировании будет разработка и уточнение сценариев и трассы событий.

Сценарием называется последовательность событий, которая может иметь место при конкретном выполнении системы [3]. Сценарии могут иметь разные области влияния: они могут включать все события, происходящие в системе, либо только события, возникающие и влияющие только на определенные объекты системы.

Каждое событие в этом сценарии передает информацию с одного объекта на другой. При анализе динамики работы системы необходимо составить и рассмотреть несколько сценариев, отражающих типичные варианты ее работы.

Допустим, «Преподаватель» излагает новый материал в виде лекции с применением информационной сетевой технологии. Иначе говоря, пусть лекция выкладывается на образовательном портале, а «Учащийся» на этом же образовательном портале, пусть ознакомится с ней (рис.3 и рис. 4).

Сценарий «Лекция»

- Преподаватель осуществляет вход на образовательный портал;

- Открывается окно образовательного портала, содержащее средства для размещения образовательного ресурса;

- Преподаватель средствами портала размещает образовательный ресурс на сервере;

- Сообщение о размещенном ресурсе поступает к учащемуся;

- Учащийся осуществляет вход на образовательный портал;

- Учащийся читает текст лекции, размещенный на портале;

- Учащийся отвечает на контрольные вопросы;

- Учащийся отсылает ответы на контрольные вопросы преподавателю;

- Преподаватель получает по электронной почте ответы, высланные учащимся;

- Преподаватель оценивает правильность ответов учащегося;

- Преподаватель отправляет учащемуся сообщение с оценкой ответов;

- Преподаватель отправляет учащемуся дополнительные рекомендации по изучению отдельных вопросов темы;

(18)

18

Рисунок 3 – Процесс преподавания с использованием ИТ со стороны преподавателя

(19)

19

Рисунок 4 – Процесс обучения с использование ИТ со стороны

«Учащегося»

- Учащийся принимает сообщение с оценкой и рекомендациями по изучению;

- Учащийся анализирует результат и читает рекомендации;

- Преподаватель размещает на образовательном портале дополнительные материалы по отдельным вопросам темы (с целью корректировки уровня знаний учащегося);

- Учащийся выполняет рекомендации преподавателя;

- Учащийся изучает дополнительные материалы, размещенные на образовательном портале;

- Учащийся выполняет контрольное задание повторно;

- Учащийся отправляет ответы преподавателю;

- - Преподаватель оценивает правильность ответов учащегося;

- Преподаватель устанавливает, достигнута ли учащимся цель изучения темы;

- Преподаватель отправляет учащемуся сообщение с оценкой ответов;

(20)

20

- Преподаватель отправляет учащемуся сообщение с рекомендацией перейти к изучению следующей темы.

Сценарий «Проверка знаний и корректировка»

- Преподаватель разрабатывает тестовые вопросы по теме;

- Преподаватель загружает тестовые вопросы на образовательный портал;

- Преподаватель оповещает учащегося о начале контрольного мероприятия;

- Преподаватель информирует учащегося о критериях оценивания результатов контрольного мероприятия;

- Учащийся входит на образовательный портал;

- Учащийся знакомится с критериями оценивания результатов контрольного мероприятия;

- Учащийся приступает к тестированию;

- Учащийся последовательно отвечает на все тестовые вопросы, указывая правильный ответ;

- Учащийся сохраняет результаты тестирования на сервере;

- Учащийся высылает преподавателю сообщение с ответами на тестовые вопросы;

- Преподаватель получает сообщение с ответами на тестовые вопросы;

- Преподаватель проверяет полученные ответы;

- Преподаватель, в соответствии с установленными критериями, выставляет оценку;

- Преподаватель анализирует результат проверки знаний учащегося, его соответствие целям занятия по данной теме;

- Преподаватель разрабатывает индивидуальные рекомендации для учащегося по данной теме;

- Преподаватель отправляет учащемуся сообщение с оценкой;

- Преподаватель отправляет учащемуся сообщение с дополнительными рекомендациями по корректировке знаний по данной теме;

- Учащийся получает сообщения от преподавателя;

- Учащийся изучает оценку и рекомендации;

- Учащийся входит на портал для выполнения рекомендаций.

- Учащийся повторно изучает материал, рекомендованный преподавателем;

- Учащийся выполняет все рекомендованные упражнения, отвечает на вопросы;

- Учащийся приступает к процедуре тестирования

- Учащийся последовательно отвечает на все тестовые вопросы, указывая правильный ответ;

- Учащийся сохраняет результаты тестирования на сервере;

- Учащийся высылает преподавателю сообщение с ответами на тестовые вопросы;

- Преподаватель получает сообщение с ответами на тестовые вопросы;

- Преподаватель проверяет полученные ответы;

(21)

21

- Преподаватель, в соответствии с установленными критериями, выставляет оценку;

- Преподаватель анализирует результат проверки знаний учащегося, его соответствие целям занятия по данной теме;

- Преподаватель устанавливает, что уровень обученности учащегося по данной теме достаточный.

- Преподаватель отправляет учащемуся сообщение с рекомендациями по изучению следующей темы.

Следующим этапом после разработки и анализа сценариев является определение объектов, генерирующих и принимающих каждое событие сценария. Последовательности событий с привязкой к объектам проектируемой системы удобно представлять на диаграммах, называемых трассами событий. Вертикальные линии изображают на этой диаграмме объекты, а горизонтальные стрелки - события (стрелка начинается в объекте, генерирующем событие, и заканчивается в объекте, принимающем событие).

Более поздние события помещены ниже более ранних, одновременные - на одном уровне.

Смоделируем трассы событий по сценариям «Лекция» и «Проверка знаний и корректировка» (рис. 5 и рис. 6).

Рисунок 5 – Трасса событий сценария «Лекция»

(22)

22

Рисунок 6 – Трасса событий сценария «Проверка знаний и корректировка»

Состояние определяется совокупностью текущих значений атрибутов и связей объекта.

Состояние определяет реакцию объекта на поступающее в него событие (в том, что реакция различна, нетрудно убедиться с помощью банковской карточки: в зависимости от состояния банка обслуживание (реакция банка на предъявление карточки) будет разным). Реакция объекта на событие может включать некоторое действие и/или перевод объекта в новое состояние.

Объект сохраняет свое состояние в течение времени между двумя последовательными событиями, которые он принимает: события представляют моменты времени, состояния - отрезки времени; состояние имеет продолжительность, которая обычно равна отрезку времени между двумя последовательными событиями, принимаемыми объектом, но иногда может быть больше.

При определении состояний мы не рассматриваем тех атрибутов, которые не влияют на поведение объекта, и объединяем в одно состояние все комбинации значений атрибутов и связей, которые дают одинаковые реакции на события.

Диаграмма состояний связывает события и состояния. При приеме события следующее состояние системы зависит как от ее текущего состояния, так и от события; смена состояния называется переходом.

Диаграмма состояний – это граф, узлы которого представляют состояния, а направленные деньги, помеченные именами соответствующих событий, – переходы. Диаграмма состояний позволяет получить последовательность состояний по заданной последовательности событий [3].

(23)

23

Условие – это логическая (булева) функция от значений объектов, как например, карточку удалось прочитать, температура ниже нуля и т.п.

Условие может выполняться в течение некоторого отрезка времени; событие, в отличие от условия, происходит мгновенно и не имеет продолжительности во времени.

Условия могут использоваться как ограничения на переходы: условный переход выполняется только тогда, когда и произошло соответствующее событие, и выполнено условие этого перехода.

Диаграмма состояний была бы не очень полезной, если бы она содержала только переходы (безусловные и условные), соответствующие генерируемым во время работы системы событиям. Являясь описанием поведения объекта, диаграмма состояний должна описывать, что делает объект в ответ на переход в некоторое состояние или на возникновение некоторого события. Для этого в диаграмму состояний включаются описания активностей и действий.

Активностью называется операция, связанная с каким-либо состоянием объекта (она выполняется, когда объект попадает в указанное состояние);

выполнение активности требует определенного времени. Примеры активностей: выдача картинки на экран телевизора, телефонный звонок, считывание порции файла в буфер и т.п.; иногда активностью бывает просто приостановка выполнения программы (пауза), чтобы обеспечить необходимое время пребывания в соответствующем состоянии (это бывает особенно важно для параллельной асинхронной программы). Активность связана с состоянием, поэтому на диаграмме состояний она обозначается через "do: имя_активности" в узле, описывающем соответствующее состояние.

Действием называется мгновенная операция, связанная с событием:

при возникновении события происходит не только переход объекта в новое состояние, но и выполняется действие, связанное с этим событием.

Учитывая трассы событий и теоретические сведения по динамическому моделированию, разработаем диаграммы состояний для наших сценариев.

(24)

24

Рисунок 7 – Блок-схема процесса «Лекция»

Рисунок 8 – Блок-схема процесса «Контрольное мероприятие и корректировка»

(25)

25

Суть смоделированных и приведенных в работе блоков образовательной среды сводится к необходимости структурирования и упорядочивания каждого элемента процесса преподавания. Кроме того, обязательным компонентом этой модели, ее центральным звеном и основным транспортным узлом для информационных потоков, является образовательный портал.

Можно ли спроектированные фрагменты модели выстроить таким образом, чтобы удалить узел образовательного портала? Это следует попытаться сделать по причине его высокой стоимости и сложности проектирования.

Что, если модель образовательной системы построить, опираясь на бесплатные или недорогие готовые решения, имеющиеся в открытом доступе?

Для ответа на эти вопросы и дальнейшего проектирования, определим для каждого события из сценариев «Лекция» и «Контрольное мероприятие»

информационные технологии, посредством которых эти события можно реализовать. Результаты поиска оформим в виде таблицы (Таблица 1).

Таблица 1 – Реализация основных событий сценария «Лекция»

посредством информационных технологий

Событие Технология Средство реализации

Публикация

образовательного ресурса в сети

Социальные сети;

Блог;

Файлообменники

Любая программа-браузер

Сообщение аудитории о размещении ресурса

Электронная почта;

Мэссенджеры

Браузер или клиент электрон

Ақпарат көздері

СӘЙКЕС КЕЛЕТІН ҚҰЖАТТАР