Comments 14
Выглядит красиво. Похоже на готовую модель в какой-нибудь системе моделирования, типа Matlab Simulink.
Не хватает исследования, показывающего как различается успеваемость студентов, проводящих лабораторные работы на железных стендах и на таких моделях; это не очень очевидно.
У таких рафинированных экспериментов есть недостаток: они не дают прикоснуться к реальным физическим объектам с их недостатками, неточностями, не дают ошибиться, перепутать концы вольтметра или воткнуть его не в те точки схемы. Мне кажется, в этом отчасти и есть смысл лабораторной работы.
С другой стороны, для демонстрации на лекциях такие модели подходят идеально.
P.S. У вас там на одной картинке трансформатор ТДЦ-200/220. Вроде бы у трансформаторов в обозначении мощность указывается в кВА, а не в МВА.
Да, отсутствие работы руками - это минус. Но плюс в том, что за такой установкой студент может работать несколько дольше, чем те пара часов доступа в лабораторию...
А если совсем по-хорошему делать, то у студента должна быть и такая модель на "хоть обпробуйся" и полтора астрономических часа (два академических) в физической лаборатории (ну потому что физической лабы на всех не хватит, да и пасти студентов в ней 24 часа в сутки тоже никто не будет).
Вот только на практике может получиться "как всегда" - сэкономить на качестве обучения и отчитаться об улучшении финансовых показателей.
Вы совершенно правы, называя такие модели "рафинированными". На картинках видно, что только те модели, задачей которых является демонстрация переходного процесса, показывают все несовершенства и т.п. И не так важно, сколько студент будет возиться с такой моделью.
Я учил студентов в колледже и сейчас учу коллег на производстве тонкостям металлообработки на станках с ЧПУ. Добиться нужных цифр и форм в симуляции можно очень быстро. А вот с реальной болванкой начинаются проблемы - инструмент деформируется, стружка трётся об обрабатываемую поверхность, и так далее. Та же история с электротехникой - паразитные ёмкости и сопротивления, тепловые эффекты, прочее.
Спасибо. Исследование можно было бы сделать, согласен, но это непросто. Нужно грамотно спроектировать такой дидактический эксперимент. Я читал, как такие эксперименты проводят - там есть этический момент - всё-таки "новый" способ обучения нужно показать всем студентам. Нельзя кого-то из студентов учить "по-старому", а кого-то "по-новому" и сравнивать результаты обучения. Поэтому, например, учат и так и так, а потом просто дают заполнить опросник. А потом спорят о доказательной силе такого исследования...
Про трансформатор уточним, спасибо.
а потом такой студент подходит к осциллографу и не знает как его подключить и настроить
Тут нужно различать практические навыки работы с конкретным оборудованием (всех всему не обучишь) и "практический кругозор", рукастость студента.
Если второе есть, он разберётся в работе осциллографа, даже никогда не работав с ним ранее.
А потом читаю увещевания 'студент пошёл нынче не торт, ничего не умеет, а вот n лет назад...' Так практический кругозор и надо нарабатывать. Здесь студенту не дали осцилограф, так как 'уже сам должен разобраться, когда увидит'. До этого не дали вольтметр с заявлением 'в школе должны были научить' и выходит то, что выходит
Учиться работать с осциллографом лучше всего на настоящем осциллографе. Тем более, сейчас это более чем доступно. Здесь про другое - виртуальные установки позволяют посмотреть и исследовать принципы, явления. И если речь идёт про объекты "большой энергетики" - ЛЭП, трансформаторы, генераторы, выключатели - то в любом случае с настоящими аппаратами и объектами в учебных целях экспериментировать никто не будет. Остаются или физические модели, или компьютерные модели. У каждого варианта есть свои достоинства и недостатки.
А тренажер осциллографа делать - бессмысленное занятие, никаких сомнений.
У нас в школе была похожая программа с физическими опытами. Проводить опыты руками мы так и не научились. Все нужное оборудование для опытов стояло в шкафу и пылилось. "А то вдруг что"
Все здорово, но мой опыт говорит, что выбранной области это не будет иметь эффекта, не улучшит понимание студентов.
Потому что увидя реальный осциллограф они действительно не смогут с ним работать. У меня ребята не могли мультиметром ток померить, надо было показывать.
КМК, виртуальный эксперимент допустимо проводить только на старших курсах, на спецпредметах, где объект реально сложный и дорогой. Люди при этом должны видеть за моделью железо, помнить его запах, тепло, вибрации, шум, чувствовать протекающий через палец ток и тяжесть бот на ногах.
Основы надо проходить на практике. Да, дорого, долго, напряжно. Но по другому не получается. А вот верхушку айсберга, спецпредметы - возможно получится.
Второе. Вы конечно не исследовали, что делают конкуренты..
Это разные виды активности - понимание, исследование принципов и получение навыков работы с измерительными приборами. Эти виртуальные установки никакого отношения к осциллографу не имеют вообще. И к мультиметру тоже. Также эти установки не учат зачищать провода ножом, например. Или лудить паяльником.
Виртуальные учебные установки в наглядном виде позволяют изучить принципы. Ну, возьмите релейную защиту, например. Какое там железо? Да какое угодно! Начиная от электромеханических реле и заканчивая всякими микропроцессорными установками. А принцип для данного вида защиты - один и тот же. Не важно, на чем реализована логика.
И если для электротехники ещё можно придумать какую-то практику, особенно, если объект помещается на столе - то для электроэнергетики - как изучать объект на практике? Ну да, посмотреть можно, на экскурсию сходить. Но и только. А вам нужно изучить аварийные режимы энергосистем, переходные процессы в них. КЗ на выводах генератора. Ну и какая практика здесь может быть? Что вы там настоящим осциллографом будете смотреть?
Про то, что делают конкуренты - статья как раз и представляет некоторый обзор других решений, посмотрите внимательно.
Ну, я по опыту говорил. Пока не посмотрят в реале, толку от виртуала нет.
Вы не упомянули ни одну программу для имитационного моделирования, кроме workbench. Но даже она имеет возможности шире. У вас только параметры можно менять, а там модель усложнять легко, схему менять. Но самые ваши конкуренты имхо это программы общего назначения типа Simulink или особенно SimInTech. В последней преподу несложно сделать под себя и матмодель, и визуализацию, без программирования. Плюс для студентов она бесплатная.
КМК, вы сможете конкурировать с ними только за счёт третьей составляющей - очень профессионально сделанной методики обучения.
Никто и не говорит, что нужно ограничиваться виртуальными лабораторными работами. Естественно, нужно показывать реальные объекты и, при возможности, проводить какие-то эксперименты с ними. Но проблема как раз в том, что реальные объекты могут быть недоступны для экспериментов из-за своей дороговизны, масштабности, организационной невозможности проведения работ на них. Тогда используются модели. Модели могут быть натурными, а могут быть компьютерными. У каждого вида моделей есть свои достоинства и недостатки.
Посмотрел SimInTech, спасибо за упоминание. Это ПО совсем другого класса и другого назначения. И если преподаватель способен создать там и матмодели и визуализации для своего курса - то честь и хвала такому преподавателю. И если иметь ввиду преподавателя такого уровня, то, конечно, никакие специализированные программы создавать не нужно вовсе. Такой преподаватель и в LabView то, что ему нужно, напишет, и систему управления в каком-нибудь VisSim'е спроектирует; если что по физике нужно - возьмет Comsol да и наваяет там модель. Да просто в Mathcad'е модель напишет и всё студентам объяснит, графики покажет.
Беда в том, что таких преподавателей - единицы. Которые мало того, что это всё могут сами проделать, так еще и потом представить работу свою так, чтобы студент смог понять - о чем вообще речь идет.
Поэтому и делается узкоспециализированное ПО по конкретным учебным курсам, где уже все модели созданы, визуализации выверены, графики и диаграммы такие, как в учебнике и т.д. И это ПО не предназначено для разработки, исследований (за пределами установленный рамок), каких-то научных работ и прочего. Так что говорить о конкуренции с условным workbench'ем, мне кажется, здесь совершенно некорректно.
Виртуальные учебные установки – новый подход в изучении электротехнических и электроэнергетических дисциплин