Современные технологии в образовании современнные информационные технологии при преподавании физических дисциплин короткевич А. В., Сологуб Л. В., Пасынков А. В. (РБ, Минск, бгуир)
| Вид материала | Документы |
- Информационные технологии и управление в технических системах всех форм обучения Под, 793.84kb.
- Международная конференция «Информационные технологии в образовании и науке», 86.4kb.
- Учебный план повышения квалификации профессорско-преподавательского состава по направлению, 98.03kb.
- Название Предмет Направление, 921.62kb.
- Л. В. Горчаков Томский государственный университет, 25.78kb.
- И. Г. Захарова информационные технологии в образовании, 2912.8kb.
- Рабочая программа по курсу «Современные информационные технологии» для магистрантов, 59.58kb.
- Современные информационные технологии, 15kb.
- На включение программы повышения квалификации педагогических и руководящих работников, 289.22kb.
- Программа курса повышения квалификации профессорско-преподавательского состава по направлению, 72.73kb.
ЭЛЕКТРОННЫЙ УЧЕБНИК. ПРОБЛЕМЫ ЕГО СОЗДАНИЯ
Гусейнова А. С., Четыркина З. Н., Жабик А. М. (РБ, Минск, БГУИР)
Процесс вхождения белорусской высшей школы в мировое образовательное пространство требует решения многих проблем. Одним из способов модернизации процесса подготовки будущих специалистов в ВУЗе мы видим в организации творческой среды – совокупности условий, способствующих развитию самостоятельной, поисковой, научно-исследовательской деятельности студентов.
Возможный способ организации образовательной среды – разработка и внедрение в образовательный процесс ЭУ (электронных учебников), которые усовершенствуют методическое обеспечение учебного процесса и, включая использование современных технологий, позволят значительно расширить границы учебного процесса и модернизировать традиционную методику, используемую в ВУЗе.
Преимущества ЭУ очевидны – это возможности:
а) компактного хранения большого объема информации;
б) быстрого настраивания на конкретного ученика;
в) легкой актуализации (дополнения, расширения);
г) поиска;
д) выполнения интерактивных упражнений и тестов.
В БГУИР на кафедре высшей математики разработан I-й блок учебного материала ЭУ «Специальные математические методы и функции», в нем имеется восемь лекций по темам:
– элементы функционального анализа и понятия пространств Евклида, Гильберта, Хэмминга;
– метод Фурье для всех уравнений колебаний однородной струны;
– преобразования Фурье, Гильберта, Лапласа;
– z-преобразование и его приложения;
– простейшие задачи вариационного исчисления;
– дельта-, гамма- и бета-функции и их приложения;
– матричный анализ, операции с блочными матрицами.
После каждой лекции предлагаются примеры решения задач, составлены типовые расчеты (ТР), контрольные вопросы, тесты.
ЭУ используется на кафедре высшей математики в БГУИР студентами заочного и дистанционного обучения.
Но в настоящий момент существуют трудности в реализации электронных блоков ЭУ II-самоконтроля и III-самообразования, так как все программы-оболочки для создания ЭУ являются коммерческими продуктами. Изучив возможности демоверсий соответствующих программ-оболочек для создания ЭУ решено использовать пакет SunRav BookEditor. Он оборудован встроенной системой проверки орфографии. Мощная система ссылок позволяет создавать ссылки из любого места на главы текущей книги, на другие книги, тесты (используется программа tTester), на Интернет страницы или на любые другие документы. Глубина ссылок не ограничена. Возможно открытие ссылок во всплывающих окнах, внешний вид которых можно настроить. В комплекте имеется бесплатная программа для просмотра SunRav BookReader, которая может озвучить книги, проводить индексный и полнотекстовый поиск, автоматически перелистовать страницы, читать текстовые HTML, RTF и MS Offise документы, изменять внешний вид, используя темы, организовывать наиболее часто используемые книги и главы в Избранное.
УЧЕБНАЯ ИГРА – СРЕДСТВО ОПТИМИЗАЦИИ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
АКТИВНОСТИ СТУДЕНТОВ
Барановская Е.В., Басова Я.А. (РБ, Минск, БГУИР)
Переход к новым технологиям обучения предполагает решение задач совершенствования образования, формирования у будущего специалиста глубоких познавательных интересов, прочной системы знаний, творческого мышления.
Условием и стимулом для активизации мыслительной деятельности обучающегося служит учебная задача. Преподаватель вводит задачу в систему обучения посредством творческого задания и тем самым вовлекает студентов в творческую деятельность. Он выбирает оптимальные условия использования этих заданий, варьирует их, упрощая или усложняя содержащиеся в них задачи. Тем самым преподаватель управляет интеллектуальной деятельностью обучаемого, ориентируя его на творчество. Система творческих заданий может составить основу системы учебных игр.
Учебной назовем игру, используемую в учебном процессе в качестве задания, содержащего учебную задачу, решение которой обеспечит достижение определенной цели. Учебная игра как специальный вид деятельности, направленный на усвоение и применение конкретных знаний, умений и навыков, является средством обучения, основное назначение которого – научить действовать. Используя игру на занятиях, преподаватель формирует и развивает у студентов навыки и умение находить необходимую информацию, преобразовывать ее, вырабатывать на ее основе планы и решения в различных ситуациях.
Учебная игра должна наиболее активно использоваться на занятиях по иностранному языку, что объясняется особенностями данного предмета, главная цель которого – обучение языку как средству общения. Игра обеспечивает взаимное общение всех участников и мотивирует речевую деятельность. Применение ее способствует коммуникативно-деятельному характеру обучения, психологической направленности занятий на развитие речемыслительной деятельности студентов средствами изучаемого языка. Очевидно, что формирование речевых навыков и умений должно происходить в условиях максимально приближенных к тем, какие могут встретиться при естественной коммуникации.
Превосходство игры над другими средствами обучения проявляется в том, что она способна обеспечить не только индивидуальную, но и парную, групповую и коллективную формы работы на занятии, т.е. максимально эффективно использовать учебное время. Главным при этом является то, что она дает возможность успешно решать основную задачу – обучение общению на иностранном языке. Общение в процессе игры предполагает использование студентами комплекса знаний, навыков и умений, а это значит, что учебная игра создает условия для соблюдения двух основных принципов обучения иностранному языку.
Игры, используемые на занятиях по иностранному языку, можно подразделить на аспектные, речевые и для обучения общению. Языковые игры, помогающие усвоить различные аспекты языка, делятся на фонетические, лексические, грамматические и стилистические. Важно заметить, что подобное деление игр условно, ибо невозможно изучить лексику без фонетики или грамматику без лексики.
ЛЕКЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ ПО БАЗОВЫМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ
ПРОЦЕССАМ МЭМС
Родионов Ю.А. (РБ, Минск, БГУИР)
Несмотря на общность технологических основных с интегральными схемами процессов электромеханические системы (МЭМС) имеют и несколько специфичных процессов, обусловленных большими толщинами технологических слоёв (до 500 мкм) по сравнению с аналогичными слоями в ИС. Такие “толстые” соли в МЭМС как правило являются “жертвенными” и требуют специфичные операции: глубокое электрохимичское окисление и травление (микропрофилирование), получение металлического профиля с высоким аспектным отношением (LIGA- процесс), термодиффузионную сварку одинаковых и разнородных поверхностей (кремний- кремний, кремний – поликремний, стекло). Эти отличия приводят к принципиально иным подходам преподавания данного курса. Здесь необходимо параллельно с технологическими приёмами освещать и законы микромеханики, которые несколько отличаются от классических ввиду того, что свойства тонкоплёночного материала отличаются от свойств монолита.
Для реализации данного лекционного курса подготовлен обширный электронный материал из 1200 слайдов в среде PoverPoint и 12 видеороликов в программе Flash. Использована программа 3DS MAX. Программа по моделированию технологического процесса МЭМС содержит набор последовательных статических и динамических кадров. Видеоролики позволяют гибко пояснять технологический процесс с демонстрацией не только техпроцесса, но и используемого оборудования.
Для создания обучающей программы разработан алгоритм, состоящий из двух условных блоков: блока моделирования технологического процесса и блока анимации и визуализации. В блоке моделирования процесса с помощью последовательного выполнения операций создаётся трёхмерная модель рассматриваемого процесса (наиболее эффективно это работает при объяснении процессов литографии на экстремальном ультрафиолете). В блоке анимации и визуализации происходит демонстрация смоделированного процесса. Параллельно с анимацией идёт вывод статических кадров, поясняющих особенности режимов процесса и замена этих кадров новыми, соответствующих динамичному изменению процессов, происходящих на экране монитора.
Структура мультимедийной версии обучающей программы представлена в виде таблиц последовательных динамических и статических кадров. Это даёт более наглядное представление о программе. В конце каждой технологической операции происходит захват статического кадра, который находится в левой части экрана на некоторое время. Таких кадров может находиться на экране до четырёх. Благодаря этому можно наблюдать предысторию четырёх процессов. Динамика в программе обеспечивается за счёт последовательной смены различающихся между собой кадров, а статика обеспечивается фиксацией во времени нужного нулевого кадра. Мультимедийная версия обучающей программы по моделированию технологических процессов на практике показала свою актуальность и эффективность.
Литература
1. Родионов Ю. А., Черных А. Г. Лекционные курсы по технологическим процессам в микро- и наноэлектронике //Дистанционное обучение- образовательная среда XX1 века: Мат. 5-ой Международной МНТК.-Мн.:БГУИР, 2005, с. 86-88.
Лабораторный практикум
по схемотехнике Цифровых устройств
Левкович В.Н., Ходасевич Р.Г., Мартинович А.В., Каленкович Е.Н.
(РБ, Минск, БГУИР)
В современной радиоэлектронной аппаратуре более 90% узлов и блоков относится по принципу работы к классу цифровых. Поэтому теоретическая и практическая подготовка по цифровой схемотехнике для специальностей радиотехнического профиля имеет ключевое значение.
На кафедре радиотехнических систем БГУИР разработан новый лабораторный практикум по цифровым устройствам. Главной его особенностью является соединение реального физического эксперимента и компьютерного моделирования.
Лабораторный практикум состоит из восьми лабораторных работ и предназначен для получения навыков компьютерного моделирования работы цифровых устройств в среде Multisim, а также приобретения практических навыков физического макетирования и исследования основных логических элементов и интегральных схем на лабораторном стенде IDL-800 с использованием промышленных контрольно-измерительных приборов.
С помощью программы Multisim можно создавать, моделировать и исследовать как простые, так и сложные аналоговые и цифровые радиоэлектронные устройства.
Программа Multisim имитирует реальное рабочее место в исследовательской лаборатории, которое оборудовано виртуальными измерительными приборами: генераторами, мультиметрами, осциллографами, анализатором спектра, измерителем АЧХ и ФЧХ, измерителем нелинейных искажений, преобразователем и анализатором логических сигналов и др.
Особенностью программной среды Multisim является наличие в ее библиотеке более 16000 электронных компонентов, а также наличие контрольно-измерительных приборов по внешнему виду, органам управления и характеристикам максимально приближенных к их промышленным аналогам.
Практикум содержит теоретические сведения по проектированию и применению наиболее распространенных цифровых узлов и устройств: логических элементов, преобразователей кодов, суммирующих и вычитающих устройств, мультиплексоров и демультиплексоров, шифраторов и дешифраторов, триггеров, регистров, счетчиков. В приложениях приведено описание стенда IDL-800, а также перечень стандартных цифровых интегральных микросхем и их зарубежных аналогов.
Лабораторный практикум рекомендован УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники в качестве учебно-методического пособия для студентов учреждений, обеспечивающих получение высшего образования по специальностям «Радиотехника», «Радиоэлектронные системы», «Радиоэлектронная защита информации».
Литература:
[1] Цифровые устройства. Лабораторный практикум : учеб.-метод. пособие / Р. Г. Ходасевич, В. Н. Левкович, А. В. Мартинович, Е. Н. Каленкович. – Минск: БГУИР, 2010. – 112 с.: ил.
УЧЕБНО-ЛАБОРАТОРНЫЙ КОМПЛЕКС ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ЭЛЕКТРОННЫЕ
ПРИБОРЫ» ДЛЯ СПЕЦИАЛЬНОСТИ «ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА»
Лукьянчук Н.Ю., Русакович В.Н., Скачихин А.А.,
Дробот С.В. (РБ, Минск, БГУИР)
Постоянное расширение номенклатуры радиоэлектронных компонентов, усложнение радиоэлектронного оборудования и увеличение информационного потока требует повышения уровня теоретических и практических знаний, профессиональных компетенций инженеров по радиоэлектронике. В свою очередь, это требует интенсификации теоретического и практического обучения студентов. Ввиду специфики будущей деятельности особые требования должны предъявляться к уровню подготовки выпускников специальности «Промышленная электроника» со специализацией «Электронные системы контроля и управления на атомных электростанциях».
В докладе представлены результаты работы кафедры электроники, направленной на интенсификацию практической и теоретической подготовки студентов специальности «Промышленная электроника» по дисциплине «Электронные приборы». Одним из элементов подготовки по дисциплине является экспериментальное исследование характеристик и параметров различных электронных приборов при выполнении лабораторных работ. Это позволяет на практике получить подтверждение основным теоретическим положениям дисциплины, приобрести опыт практической работы с электронными приборами и устройствами, а также контрольно-измерительными приборами, предназначенными для исследования характеристик электронных приборов. При этом студентам наряду с творческими задачами, такими как планирование экспериментов, выполнение предварительных расчетов, выбор граничных значений диапазонов параметров и измеряемых величин, анализ полученных результатов, приходится выполнять рутинную работу, связанную с проведением многократных измерений, а также оформлением результатов выполнения работы.
В настоящее время большинство контрольно-измерительных приборов имеют возможность подключения для управления и обмена данными с помощью различных протоколов к ПЭВМ. Это позволяет на их основе создавать программно-аппаратные измерительные комплексы для решения прикладных задач.
Создан учебно-лабораторный комплекс для экспериментального исследования характеристик и параметров электронных приборов, который включает ПЭВМ, два программируемых источника питания и два мультиметра с возможностью подключения к ПЭВМ через USB-порт, коммутационную панель для создания требуемой схемы измерения, обеспечивающей подключение электронных приборов к контрольно-измерительным, и программное обеспечение.
Разработанное программное обеспечение позволяет управлять выходными токами и напряжениями источников; считывать измеряемые мультиметрами параметры; выводить на экран полученные характеристики в графическом и табличном виде; проводить курсорные измерения параметров приборов по полученным зависимостям и т.д. Имеются опции, позволяющие автоматизировать процесс составления отчета по лабораторной работе.
Использование разработанного комплекса позволяет высвободить время для более тщательного планирования измерений; экспериментального изучения большего числа физических эффектов в электронных приборах; расширить номенклатуру исследуемых приборов. Все это в комплексе позволяет повысить уровень теоретической и практической подготовки студентов.
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПОДГОТОВКЕ СПЕЦИАЛИСТОВ
РАДИОТЕХНИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ
Попков А.В. (РБ, Минск, БГУИР)
В настоящее время в области подготовки специалистов радиотехнического профиля существует проблема слабой развитости методического обеспечения (учебно-методических комплексов, наглядных пособий и др.). Эта проблема оказывает негативное влияние на усвоение учебного материала, из учебного процесса исключается аспект наглядности и интерактивности.
В связи с интенсивным развитием информационных технологий в настоящее время в качестве решения данной проблемы предлагается использование программных средств: электронно-методических комплексов, программ-тренажеров, эмуляторов, справочных информационных систем и др.
Для отработки нормативов работы специалистов радиотехнического профиля используются программы-тренажеры. В программе тренажера используются основные режимы, которые можно выводить на экран монитора: режим задания воздушной обстановки, режим работы по обработке информации (выполнения норматива боевой работы), режим оценки оператора за отработку норматива.
При задании воздушной обстановки можно оперировать такими параметрами, как скорость полета целей, плотность налета, эффективная отражающая поверхность целей, использование маневра по курсу и скорости, использование различных помех. Тем самым можно смоделировать ситуацию исходя от уровня подготовки оператора или отрабатываемой задачи.
В разработке программных средств информатизации обучения участвуют студенты, обладающие необходимыми знаниями в области разработки программных систем. Процесс разработки устанавливается и контролируется руководителем, руководитель и студенты вместе анализируют необходимые части цикла разработки, выделяют подзадачи, осуществляют предварительное тестирование программного продукта.
Разработанные программные продукты внедряются в обучение не только для подготовки специалистов военного факультета в УО «БГУИР», а также для подготовки специалистов других учебных заведений, обучающихся по специальностям радиотехнического профиля. Разработчики средства информатизации должны предусмотреть возможность внедрения конечного продукта в разных направлениях обучения. В ходе проведения занятий на реальных образцах техники разработчики имеют возможность оценить эффективность разработанных программных продуктов, изменить и дополнить учебный материал.
Программные средства информатизации образовательного процесса играют важную роль в обеспечении наглядности, улучшения усвоения, внесения интерактивного аспекта в подготовку специалистов. Участие студентов в разработке позволяет учесть потребности в необходимом функционале, а также способствует приобретению навыков работы в команде и профессионального опыта.
ПРАКТИКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИТЕРНЕТА, МУЛЬТИМЕДИА-ТЕХНОЛОГИЙ
В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ КАФЕДРЫ
Пачинин В.И., Добулевич А.А. (РБ, Минск, БГУИР)
Такие слова как «зелёный университет», открытое образование, его прозрачность, дистанционный тренинг и прогрессивное администрирование приобретают новый углублённый смысл при использовании Интернета и мультимедиа-технологий (ИММ-технологий) в учебном процессе.
В настоящем докладе мы хотим поделиться своим опытом применения ИММ-технологиий в преподавании специальных дисциплин и в частности, подробно рассмотреть методические, педагогические и организационные особенности использования этих технологий.
Повышение эффективности подготовки студентов заочной формы обучения является в настоящее время актуальной задачей. Важнейшей частью изучения дисциплин является курсовое проектирование. Традиционно студенты, получив задание, выполняли курсовой проект в течении семестра, представляя для контроля преподавателю части проекта на консультациях. Перед началом сессии проект оценивался преподавателем и выставлялась оценка после его защиты. Идея открытости и прозрачности курсового проектирования были реализованы при выполнении курсового проектирования электронной аппаратуры в CAD-системах.
Совместно со студентами был реализован учебно-методический проект (УМП) Привлекательными свойствами нашего проекта являются его ориентированность на интернет-общение и возможность создания на его основе либо студенческого учебного сайта, либо отдельной странички на сайте ИИТ БГУИР. Он оформлен как многолистовая интернет страница или интернет-тетрадь. Такая тетрадь отражает текущие учебные успехи студентов и по аналогии с ЖЖ-страницами живых журналов интернета.
Интернет-страничка УМП содержит список группы с фотографиями всех студентов, индивидуальное задание на проектирование и разделы, освещающие ход курсового проектирования. Каждый студент получает свое индивидуальное задание на проектирование. Преподавателем устанавливаются сроки предоставления на проверку каждого раздела курсового проекта. Студент, выполнивший заданную часть курсового проекта в установленные сроки, помещает ее в его рабочую папку. Оценка выполнения его работы выставляется как преподавателем, так и каждым студентом. Студент, выставивший оценку, не знает ни оценки преподавателя, ни оценки других студентов. В недельный срок система представляет на странице интегрированную оценку студентов и преподавателя. На Интернет-страничке есть возможность для каждого студента оставить свои комментарии и поучаствовать в форуме.
По итогам работы в семестре студент заочной формы обучения представляет готовый курсовой проект к защите на страничке. Отвечает на поставленные вопросы. При прибытии на сессию происходит представление работы на бумажных носителях и выставление итоговой оценки.
Таким образом, реализация учебно-методического проекта позволило реализовать курсовое проектирование в диалоговом режиме, сделав его прозрачным, ввела в учебный процесс элементы конкурентности и объективности, заставив студентов проявит интерес и свою творческую активность.
ОРГАНИЗАЦИЯ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА ПО СПЕЦИАЛИЗАЦИИ
«ЭЛЕКТРОННЫЕ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ НА АЭС»
Дробот С.В., Русакович В.Н., Хандогин М.С. (РБ, Минск, БГУИР)
В Республике Беларусь предполагается строительство АЭС с водо-водяным энергетическим реактором (ВВЭР) проекта «АЭС-2006» Государственной корпорации (ГК) «Росатом». Поэтому при формировании цикла дисциплин специализации «Электронные системы контроля и управления на АЭС» на кафедре электроники было принято решение ориентироваться на учебный план наиболее близкой специальности из перечня направлений и специальностей высшего профессионального образования Министерства образования Российской Федерации – «Электроника и автоматика физических установок» направления «Ядерная физика и технологии».
Сравнение стандартов и учебных планов специальностей «Электроника и автоматика физических установок» и «Промышленная электроника» позволило найти перечень теоретических и практических вопросов, который отличает эти специальности. Из них было сформировано наполнение цикла дисциплин специализации «Электронные системы контроля и управления на АЭС». Он включает дисциплины «Ядерная физика и устройство ядерных энергетических реакторов», «Дозиметрия и защита от излучений», «Устройства и методы регистрации ионизирующих излучений», «Элементы и устройства систем контроля и управления на АЭС», «Автоматизированные системы управления технологическими процессами АЭС» (АСУ ТП АЭС).
С учетом изученного теоретического и практического материала, приобретенных знаний и навыков выпускники специальности «Промышленная электроника» со специализацией «Электронные системы контроля и управления на АЭС» будут подготовлены для разработки методов, приборов и систем регистрации ионизирующих излучений (ИИ); создания методов расчета современных электронных устройств с учетом воздействия на них ИИ; разработки и эксплуатации систем автоматизированного управления ядерными реакторами и другими физическими установками.
В настоящее время проходит этап изучения опыта организации учебного процесса по специальности «Электроника и автоматика физических установок» в российских вузах: Национальном исследовательском ядерном университете «Московский инженерно физический институт» (НИЯУ МИФИ); Обнинском институте атомной энергетики – филиале НИЯУ МИФИ; Национальном исследовательском Томском политехническом университете. Проводятся научные стажировки преподавателей и изучаются разработки научно-исследовательских организаций ГК «Росатом», а также белорусских предприятий, близких по профилю своей основной деятельности к новой специализации: Специализированный научно-исследовательский институт приборостроения, Москва; Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики (ВНИИА) им. Н.Л. Духова, Москва; Всероссийский научно-исследовательский институт эксплуатации АЭС, Москва; Научно-производственное унитарное предприятие «Атомтех», Минск. Уже сейчас реализуется проект учебной лаборатории АСУ ТП АЭС на базе приборной стойки ТПТС-ЕМ, разработанной и выпускаемой ВНИИА. Оборудование ТПТС-ЕМ, реализующее распределенный принцип управления, является основным элементом системы низовой автоматики проекта «АЭС-2006». Более 75 % сигналов управления исполнительными устройствами системы контроля и управления нормальной эксплуатации реакторного и турбинного отделения АЭС формируются и подаются через эти приборные стойки. Обучение с использованием конкретного оборудования и технологий, которые реально будут применяться в трудовой деятельности, позволит значительно сократить срок адаптации молодого специалиста на рабочем месте.