Разработка моделей и методов опережающего интернет-обучения эксплуатационного персонала САПР

• Автор: Юдельсон, Михаил Вячеславович
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 122 с. : ил.

Общая характеристика работы

1. АНАЛИЗ ФОРМ И МЕТОДОВ ОБУЧЕНИЯ ПЕРСОНАЛА САПР ОБЪЕКТОВ ЭНЕРГЕТИКИ

1.1 Введение

1.2 Анализ существующих форм и технологий обучения методам автоматизированного

проектирования

1.2.1 Подготовка персонала САПР на базе ВУЗов

1.2.2 Подготовка персонала САПР в учебных центрах

1.2.3 Самостоятельная подготовка персонала САПР

1.3 Анализ потенциала Интернет-технологий для подготовки персонала САПР

1.4 Анализ существующих технологий Интернет-обучения

1.4.1 Модели и методы формализации целей подготовки

1.4.2 Методы адаптации учебного материала
1.4.3 Методы структурирования информационных ресурсов Интернет-обучения
1.5 Выводы
2. РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННОЙ МОДЕЛИ ИНТЕРНЕТ - ОБУЧЕНИЯ ПЕРСОНАЛА САПР
2.1 Введение
2.2 Модель предметных знаний
2.2.1 Семантическая модель предметных знаний
2.2.2 Структурная модель предметных знаний
2.2.3 Структура визуальной модели
2.2.4 Визуализация концептов и отношений предшествования
Информационная модель обучаемого
2.3 Выводы
3. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ РЕКОНСТРУКЦИИ ЦЕЛЕЙ ОБУЧЕНИЯ И АДАПТАЦИИ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА
3.1 Введение
3.2 Разработка метода реконструкции внешней модели персональной программы и синтеза
структуры программы
3.2.1 Анализ существующих решений и постановка задачи
3.2.2 Реконструкция внешней модели и синтез программы подготовки
3.3 Разработка методов адаптации учебного материала
3.3.1 Постановка задачи
3.3.2 Метод адаптации учебного материала основанный на искусственных нейронных сетях
3.3.3 Результаты и сравнительный анализ

3.4 Выводы
4. РЕАЛИЗАЦИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ ОПЕРЕЖАЮЩЕЙ ПОДГОТОВКИ ПЕРСОНАЛА САПР
дф 4.1 Введение
4.2 Выбор архитектуры и реализация компонентов среды опережающего обучения
ГИПЕРТЕСТ
4.3 Разработка программы обучения методам расчета СПТ
4.4 Анализ эффективности предложенных методов
4.5 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Акты о внедрении
V Приложение 2. Информационная модель программы опережающего обучения
Приложение 3. Семантическая модель предметной области СПТ
Приложение 4. Структурная модель предметной области СПТ
Общая характеристика работы
Актуальность темы исследования. По мнению специалистов, внедрение САПР в различные сферы инженерной деятельности имеет больший потенциал повышения производительности труда, чем все известные технические нововведения.
Сложность объектов проектирования постоянно возрастает. Примерами могут служить системы контроля и управления (СКУ) энергетических установок, а также системы контрольно-измерительных приборов и автоматики (КИПиА), относящиеся к классу многокомпонентных систем, которые характеризуются большим количеством и многообразием компонентов и связей. Одновременно с усложнением объектов усложняются задачи их проектирования.
Рост сложности объектов и задач проектирования ведет к повышению требований к уровню подготовки эксплуатационного персонала САПР. В настоящее время подготовка эксплуатационного персонала осуществляется либо путем самостоятельного освоения «учебных» версий САПР и изучения технической документации, либо при поддержке поставщиков САПР (специализированные платные курсы, «горячая линия»), Однако самостоятельное обучение не дает полного представления о функциональных возможностях и ключевых особенностях САПР применительно к отраслевой и организационной специфике проектной организации. Кроме того, оно, как правило, не предусмотрено графиком внедрения системы. Высокая стоимость очных курсов вынуждает руководителей предприятий, внедряющих САПР, ограничивать численность обучаемых (например, курс обучения работе с САПР-Альфа - разработчик АО «Аскон» - стоит 12 ООО р., обучение с САПР компании Sprut Technologies - 1 500 р. на одного человека в день, курс обучения работе с САПР КОМПАС-ГРАФИК - 18 ООО р.), а также проводить обучении уже после того, как система была закуплена. Эти недостатки замедляют процесс внедрения САПР, уменьшают эффективность их эксплуатации и замедляют возврат инвестиций.
Перечисленные факторы обусловили актуальность поиска новых форм опережающего обучения методам автоматизации проектирования. Наиболее перспективной формой обучения, потенциально способной разрешить проблему подготовки специалистов САПР (в комплексе с традиционными методами) как в качественном, так и в коли-

ми версиями одного и того же методологического описания материала, ознакомление с которыми способствует более глубокому пониманию материала. Альтернативы бывают следующих типов:
1. научное/техническое/сложное описание;
2. интуитивное/простое описание или описание «своими словами»;
3. простая альтернатива (без типа).
Рис. 2-6 иллюстрирует сложное (а) и простое (б) определение криогенного охладителя.
Криогенный охладитель - охлаждающее устройство, сконструированное для работы при низких температурах, при которых обычные газы превращаются в жидкость или твердое вещество.
Криогенный охладитель - устройство, используемое для прямого охлаждения обмоток ВТС (высоко-температурного сверхпроводника).
(а) (б)
Рис. 2-6 Простое (а) и сложное (б) определение бинарного дерева
Использование альтернатив также оправдано в случае, если текстуальное описание взаимозаменяемо с графическим описанием. Обучаемым с преимущественно визуальным восприятием рациональнее будет представить графическое изображение и наоборот, если обучаемый легче воспринимает текст — показать текстуальное представление фрагмента. Также в случае низкой скорости доступа в Интернет текстовый фрагмент будет предпочтительнее, так скорость загрузки в этом случае выше.
Еще одной особенностью предлагаемой модели визуального материала является наличие структурных отношений между визуальными элементами Предложен следующий перечень структурных отношений:
1. иллюстрирует (текст — изображение/анимация);
2. описывает (текст/изображение/анимация - текст);
3. является примером для;
4. предшествует (устанавливает порядок между двумя мультимедиа объектами);
5. теорема/лемма/следствие - доказательство;
6. связан с.
Отношения привносят логическую структуру в коллекцию мультимедиа объектов. Логическое структурирование визуальных элементов позволяет упростить описа-