Инновационная технология виртуального моделирования
Ю.А. Приказчиков, И.Ф. Саттаров
Фото предоставлено авторами
Современные дыхательные аппараты, которыми сегодня комплектуются пожарно-спасательные гарнизоны, необходимо содержать в полной технической исправности, а также обеспечивать в установленные сроки их техническое обслуживание. несоблюдение этих правил может привести к трагическим последствиям. Для верного обращения с дыхательным аппаратом необходимо четко знать его устройство. Разработчики систем создали специальную компьютерную программу, которая позволяет изучать ДаСВ, не прибегая к его разборке.
Эффективным инструментом для углубления теоретических знаний пожарных является компью-терное моделирование. Согласно утверждениям Эдгарда Дейла, известного исследователя вопросов усвоения учебного материала и автора пирамиды Дейла, способы изучения сложных технических объектов без применения специальных визуальных и аудиальных средств не позволяют усвоить более чем 5% от требуемого объема.
В связи с этим компанией АО «Дыхательные системы-2000» совместно с ООО «КБ Персона» разработана технология виртуального моделирования и визуализации узлов и механизмов дыхательных аппаратов со сжатым воздухом на примере АП «Омега».
Рис. 1. Сравнение результатов тестирования с применением различных способов изучения
Детализация
Разработана специальная программная среда, в основе которой лежит использование 3D-моделей, отражающих принципы работы узлов и механизмов дыхательного аппарата (подробная информация на сайте http://ds2000.ru/simulyatory).
Данная технология позволяет не только рассмотреть узлы АП «Омега» по отдельности, но и декомпозировать их на простейшие составные элементы и всесторонне изучить детали и механизмы без вмешательства в техническое устройство.
Применение метода предусматривает следующие действия:
- разбор всего дыхательного аппарата;
- разбор отдельных элементов (полнолицевая маска, спинка и подвесная система, легочный аппарат, редуктор, манометр);
- описание отдельных элементов и узлов и их назначения.
Научно обосновано
Для оценки эффективности применения данной технологии при изучении технического устройства дыхательных аппаратов авторы статьи обратились к профессору Ивановской пожарно-спасательной академии ГПС МЧС России, д.т.н. Денису Вячеславовичу Тараканову.
Рис. 2. Интервальные значения функции Харрингтона
Группе из 30 человек предлагалось изучить устройство аппарата двумя способами: обычным, с применением макета, и модифицированным, с применением виртуальной модели. Для этого группа случайным образом была поделена на две подгруппы по 15 человек. Итоги оценивались с помощью тестовых вопросов на знания по ДА. Результаты тестирования представлены на диаграмме (рис. 1).
Анализируя данные, представленные на рисунке 1, можно сделать вывод о том, что предлагаемый модифицированный способ изучения с применением виртуальной модели серьезно повышает усвоение учебного материала. Эффективность применения информационной технологии может быть количественно оценена.
Таким образом, можно измерить качество усвоения материалов при изучении технического устройства дыхательного аппарата с использованием разработанной технологии. Вероятность определяется по формуле и составляет:
По функции Харрингтона, используемой в исследованиях поведенческих особенностей человека, полученный результат говорит о существенной эффективности применения разработанной технологии в изучении технического устройства дыхательных аппаратов. Уровень усвоения учебных данных выше статуса «хорошо» и приближен к статусу «отлично». Диапазоны значений функции Харрингтона и полученный в ходе исследования результат представлены на рисунке 2.
Таким образом
Результаты оценки эффективности применения разработанной технологии при изучении технического устройства дыхательных аппаратов однозначно говорят о целесообразности ее применения в сравнении с традиционными методами подготовки.
Обучение с использованием 3D-моделирования и детальной разборки объекта на узлы приводит к повышению качества знаний специалистов, способствует более глубокому пониманию сложных устройств и их структуры, при этом возрастает скорость обучения и улучшается усвоение информации.
Данный подход может быть применен не только к конкретному дыхательному аппарату, но и к любому сложному, многоузловому техническому устройству.
Авторы статьи выражают благодарность
доктору технических наук Денису Вячеславовичу Тараканову.
| 
