Инновационный подход к проведению производственной практики студентов инженерных специальностей на основе технологии виртуальных приборов и мультимедиа

объектов проверен на практике и показал свою эффективность. Он обладает достаточной универсальностью и может быть рекомендован для использования.

Литература

1. Алексеев В. В. Виртуальные средства измерений // Приборы, 2009. № 6 (108). С. 1-7.

2. LabVIEW [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/LabVIEW.

3. Раннев Г. Г. Измерительные информационные системы: Учебник для студентов высших учебных заведений. - М.: Академия, 2010.

4. Батоврин В. К., Бессонов А. С., Мошкин В. В. Опыт разработки открытых образовательных ресурсов на основе технологии виртуальных приборов // Открытое образование, 2009. № 5 (76). С. 117-124.

5. Бессонов А. С. Разработка лабораторных практикумов по обработке сигналов на основе компьютерного моделирования // Открытое образование, 2009. № 5 (76). С. 76-83.

6. Кехтарнаваз Н., Ким Н. Цифровая обработка сигналов на системном уровне с использованием LabVIEW. - М.: Додэка-XXI, 2007.

7. Глинченко А. С. и др. Исследование параметров и характеристик полупроводниковых приборов с использованием интернет-технологий: Учебное пособие. - М.: ДМК Пресс, 2008.

8. Федосов В. П., Цветков Ф. А. Сочетание реального и виртуального в подготовке бакалавров, специалистов и магистров по направлению «Радиотехника» // Открытое образование, 2009. № 5 (76). С. 6-18.

9. Бычков С. И. и др. Лазерный гироскоп / Под ред. С. И. Бычкова. - М.: Советское радио, 1975.

10. Батоврин В. К. и др. LabVIEW: практикум по основам измерительных технологий / Под ред. В. К. Батоврина. - М.: ДМК Пресс, 2009.

11. Агуров П. В. Интерфейс USB. Практика использования и программирования. - СПб.: БХВ-Петербург, 2004.

12. Агуров П. В. Последовательные интерфейсы ПК. Практика программирования. - СПб.: БХВ-Петербург, 2004.

УДК 377.1 ББК 70/79Ч

ИННОВАЦИОННЫЙ ПОДХОД К ПРОВЕДЕНИЮ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ПРАКТИКИ СТУДЕНТОВ ИНЖЕНЕРНЫХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ НА ОСНОВЕ ТЕХНОЛОГИИ ВИРТУАЛЬНЫХ ПРИБОРОВ И МУЛЬТИМЕДИА

Ю. К. Евдокимов, д. т. н., заведующий кафедрой радиоэлектроники и информационно-

измерительной техники Тел.: (843) 238-94-16, e-mail: evdokimov@tre.kstu-kai.ru Р. Г. Насырова, к. т. н., доцент кафедры радиоэлектроники и информационно-

измерительной техники Тел.: (843) 238-94-16 Д. В. Погодин, к. т. н., доцент кафедры радиоэлектроники и информационно-

измерительной техники Тел.: (843) 238-94-16, e-mail:pogodindv@mail.ru А. Ю. Кирсанов, к. т. н., доцент кафедры радиоэлектроники и информационно-

измерительной техники Тел.: (843)238-94-16, e-mail: alexandr@tre.kstu-kai.ru А. Ш. Салахова, аспирант кафедры радиоэлектроники и информационно-

измерительной техники Тел.: (843)238-94-16, e-mail: salakhova@riit.kstu-kai.ru Р. И. Насыров, к. т. н., ассистент кафедры систем информационной безопасности Казанский государственный технический университет им. А. Н. Туполева

www.kai.ru

The role of industrial practice in preparations of specialist of engineering specialities is considered. In the article the laboratory practicum developed in Kazan State Technical University named after A.N. Tupolev on the basis of installation of electric equipment of aircrafts on the basis of technology of virtual devices and multimedia means is presented. The content and structure of a laboratory practical work and a technique of carrying out of industrial practice are described.

Рассмотрена роль производственной практики в подготовке специалистов инженерных специальностей. В статье представлено учебно-методическое пособие, разработанное в КГТУ им. А. Н. Туполева по основам монтажа электрооборудования летательных аппаратов на основе технологии виртуальных приборов и мультимедийных средств. Приводится содержание и структура лабораторного практикума, и методика проведения производственной практики.

Ключевые слова: производственная практика, мультимедийные технологии, технология виртуальных приборов.

Keywords: industrial practice, multimedia technologies, technology of virtual devices.

Введение

Производственная практика и обучение практическим навыкам избранной специальности занимают значительное место в учебном процессе высшего профессионального образования [1], а также при получении смежной рабочей специальности студентами вуза. В то же время

отсутствуют учебные пособия для проведения производственной практики студентов инженерных факультетов и институтов университета. Основной задачей производственной практики (после 2 года обучения) в вузе является получение общетехнической инженерной подготовки. Значительное место в этой подготовке следует уделять получению начальных профессиональных навыков и изучению основ различных технологических процессов.

Актуальность разработки пособия обусловлена также закрытостью авиационного и машиностроительного производства, устаревшей материально-технической базой для обучения, сложностью организации производственной практики студентов в условиях реального производства. Часто практические навыки будущему инженеру на производстве передаются от старшего поколения путем наставничества. Все это

привело к устаревшим формам обучения, отсутствию новых технологий обучения и применения современных программных средств и информационных технологий.

Авторами предлагается учебно-методическое пособие по основам монтажа электрооборудования летательных аппаратов на основе технологии виртуальных приборов и мультимедийных средств, состоящее из шести лабораторных работ. При обучении технологии монтажа используется программное обеспечение, созданное в среде LabVIEW [2] и фрагменты видеофильма, снятого в условиях реального производства. Мультимедийная часть пособия содержит богатую библиотеку цифровых фотографий инструментария, материалов, вспомогательного оборудования для монтажа, к которым студент может обращаться как в ходе обучения, так и

использовать в дальнейшем в качестве справочного материала. Пособие содержит большое число учебных видеофильмов с аудиокомментариями по разным видам монтажных работ.

В пособии имеются тесты для компьютерного контроля знаний обучающегося.

В состав методического обеспечения производственной практики дополнительно входит методическое пособие для препода-__ ^^^ вателя с описанием программного обеспе-.P.IL Насьцюв^ ^^^ чения мультимедийного учебного курса Aircraft Electric 1.0.

Разработанное учебное пособие предназначено для методического обеспечения учебной производственной практики студентов 2 курса инженерных факультетов и институтов университета, а также при изучении курсов спец. дисциплин факультета автоматики и электронного приборостроения по специальности 140609 «Электрооборудование летательных аппаратов» (СД.1, СД.2, СД.3); дисциплин специализации ДС.7 «Элементы систем электрооборудования летательных аппаратов»; ОПД.Р.1 «Основы электротехнологии»; при изучении курсов Института радиоэлектроники и телекоммуникаций ОПД.Ф.4.10 «Основы конструирования и технологии производства РЭА» направлений 210300 «Радиотехника», 210200 «Проектирование и технология электронных средств»; при изучении курсов спец. дисциплин Института авиации, наземного транспорта и энергетики по направлению 150900 «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств».

Разработанное пособие основано на использовании новейших информационных технологий и может быть использовано для всех ступеней непрерывного профессионального образования при подготовке специали-

стов для наукоемких машиностроительных производств.

2. Содержание и структура лабораторного практикума

Назначение и области применения практикума (рис. 1):

1) получение рабочей специальности. Переподготовка незанятого населения;

2) ранняя профессиональная ориентация (в общеобразовательной школе, лицее, колледже);

3) подготовка, переподготовка и повышение квалификации кадров в довузовском, начальном,

Рис. 1. Области применения практикума

(ООШ - общеобразовательная школа, ПЛ - профессиональный лицей) среднем и высшем образовании;

4) повышение качества производственной практики в вузе;

5) получение смежной рабочей специальности в колледже или вузе;

6) повышение квалификации преподавателей лицеев, колледжей, учителей труда, физики, информатики путем освоения новых информационных технологий - современной среды программирования ЬаЬ-У1ЕШ.

Структурно технологию обучения при использовании лабораторного практикума «Основы электромонтажа электрооборудования» на основе технологии виртуальных приборов можно представить, как показано на рис. 2.

Вне учебной аудитории или дистанционно

В учеОной аудитории

Методический материал для ¡студента

Студент, учащийся

й

Дистанционный студент, учащийся

Пособие по практикуму

Текстовая информация

4>

Мультимедийный курс

Компьютерное * ¡Оформление _5 Итоговое

тестирование ответа 1 тестирование

Методи^ашй материал по прэкти^/му для преподавателя

Компьютерные тесты Программное обеспечение

Руководства пользователя

Преподаватель

Рис. 2. Технология обучения при использовании лабораторного практикума «Основы электромонтажа электрооборудования»

ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ ЛИЦЕЙ № 123

Лабоаторный практикум по специальности МОНТАЖНИК ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

Перечень лабораторных работ

Основные инструменты электромонтажника

Маркировка и типы проводов и кабелей

Типы разъемов и их условные обозначения

Условные обозначения и чтение электромонтажных схем

Соединение пайкой

Соединение обжатием

Рис. 3. Титульный лист программного обеспечения Aircraft Electric 1.0©

Практикум включает шесть лабораторных работ, как показано на рис. 3. Обучающая часть реализована с использованием мультимедийных средств в программной среде LabVIEW.

Отличительной особенностью настоящего лабораторного практикума [3] является использование современной технологии виртуальных приборов и мультимедийных средств. Мультимедийная обучающая часть комплекса содержит богатую библиотеку цифровых фотографий инструментария, материалов, вспомогательных приспособлений электромонтажника, к которым учащийся может обращаться как в ходе обучения, так и использовать в качестве справочного материала. Кроме того, комплекс содержит обучающий видеоряд с аудио комментариями по соответствующим видам электромонтажных работ в реальных производственных условиях авиационного предприятия, где предстоит работать будущему электромонтажнику. Впоследствии это позволит выпускнику значительно быстрее адаптироваться к условиям реального производства.

3. Методика проведения практикума

Целью работ практикума является ознакомление с основными операциями технологических процессов по изготовлению жгутов и сборке элементов радиооборудования в цеху, а также монтажу радиооборудования на борту самолета.

Методика изучения - изучение материала традиционного печатного пособия в сочетании с мультимедийным материалом (интерактивный интерфейс, видеофрагменты с реального производства).

В качестве примера приведена последовательность выполнения лабораторной работы «Соединение пайкой».

Задание 1. Изучить теоретическую часть лабораторной работы, используя методическое пособие.

Задание 2. Изучить последовательность операций по подготовке рабочего места и оборудования для пайки, а также правила выполнения пайки, используя мультимедийное приложение.

Задание 3. Выполнить соединение пайкой медного провода (первая часть) со вторым элементом (вторая часть) для получения электрического соединения. По указанию преподавателя выбрать свой вариант задания из таблицы. Диаметры медного провода и материал второго элемента (такого же диаметра) приведены в таблице. Определить мощность паяльника, размер сердечника, марку припоя, марку флюса. Результаты выбора занести в отчет.

Таблица

Варианты задания

Варианты 1 2 3 4 5 6 7

Диаметр электрического соединения, мм 0.5 0.8 1 2 3 4 8

Материал первой части медь медь медь медь медь медь медь

Материал второй части медь латунь бронза алюминий цинк латунь медь

Задание 4. Выбрать необходимый набор инструментов для выполнения пайки по вашему варианту. Перечислить инструменты и дать обоснование, для каких операций будет использоваться каждый из них. Выбор и обоснование инструментов привести в отчете.

Рис. 4. Рабочее окно программного обеспечения Aircraft Electric 1.0 Список вццео-сюжетов фото инструментов и деталей

Операция 3: одевание бирок на провода Операция 4: маркировка провода Операция 5: разбор эталона Операция б: вязка жгутов Операция 7: доработка сложного жгута

Операция 8: монтаж жгутов в самолете

Рис. 5. Окно со списком видеосюжетов

Я _ Д Н

SB

<и

Рис. 6. Список предварительного просмотра с эскизами фотоизображений

Тестирование по лабораторной работе Соединения пайкой

Для успешного проходжения тестирования необходимо ответить на 5 вопросов, допустив не более двух ошибок

Вопрос 2

Для выполнения каких операций служит инструмент; показанный на рисунке?

щ ll) Обрезка провода;

| 2) холодное обжатие наконечников; № ми"

^ |з) зачистка концив проводов;

| 14) пайка проводов.

Начать тестирование:

Следующий вопрос »

Рис. 7. Титульный лист среды тестирования знаний

Рис. 8. Пример тестового вопроса

Задание 5. Организовать рабочее место для проведения паяльных работ для вашего случая. Перечислить основное оборудование и вспомогательные средства, необходимые для проведения качественной пайки с соблюдением санитарных норм и безопасности. Занести в отчет перечень оборудования и средств с обоснованием их назначения.

Задание 6. Описать порядок и последовательность операций пайки вашего электрического соединения. Перечислить и записать эти операции в отчет.

Задание 7. Под руководством учебного мастера провести пайку проводов в учебной мастерской. Объект пайки - 6 отрезков медного провода (в лаковой изоляции) диаметром 0.81.0 мм и длиной по 80 мм, образующих квадратную сетку 2х2 с 9 пропаянными узлами.

Задание 8. Оформить отчет о проделанной работе по пунктам заданий 1-6. Защитить работу и ответить на контрольные вопросы.

Требования к оформлению отчета. Отчет оформляется каждым студентом в отдельной тетради. В отчете необходимо отразить: название работы; результаты выполнения заданий 1-8.

4. Применение мультимедийных и программных средств в лабораторном практикуме

Рабочее окно интерактивной мультимедийной среды Aircraft Electric 1.0 показано на рис. 4. В правой части рабочего окна расположены средства просмотра видеороликов по теме выбранной работы. Каждая тема содержит несколько сюжетов (рис. 5), список которых доступен в процессе изучения мультимедийного материала.

В левой части рабочего окна расположены средства просмотра фотоизображений, характерных для выбранного сюжета. В верхней левой части рабочего окна содержится список предварительного просмотра с эскизами фотоизображений, как показано на рис. 6. Для детального просмотра изображения необходимо щелкнуть по требуемому фото. Выбранное фото отображается в крупном виде в окне, расположенном под окном списка предварительного просмотра.

Изучение материала заканчивается прохождением тестирования. Система тестирования реализована программно (см. рис. 7, 8) и входит в состав программного обеспечения Aircraft Electric 1.0. Вопросы для тестирования случайным образом выбираются из базы, содержащей 40-50 вопросов по каждой теме.

Заключение

Применение разработанного методического и программного обеспечения Aircraft Electric 1.0 позволяет изучить необходимый теоретический материал, ознакомиться с современным оборудованием и инструментарием, а также изучить особенности технологического процесса монтажа электрооборудования летательных аппаратов в условиях, максимально приближенных к реальному производству. Разработанный практикум способствует лучшему освоению основных навыков рабочей специальности и получению начального профессионального образования.

Литература

1. Приказ Министерства образования РФ от 25 марта 2003 г. № 1154. Об утверждении положения о порядке проведения практики студентов образовательных учреждений высшего профессионального образования.

2. Евдокимов Ю. К., Линдваль В. Р., Щербаков Г. И. LabVIEW для радиоинженера: от виртуальной модели до реального прибора: Практическое руководство для работы в программной среде LabVIEW. -М.: ДМК Пресс, 2007. - 400 с.

3. Учебно-методическое пособие для проведения производственной практики студентов инженерных специальностей на основе технологии виртуальных приборов и мультимедиа для специальности 140609 «Электрооборудование летательных аппаратов» (СД.1, СД.2, СД.3) при изучении курсов спец. дисциплин Института авиации, наземного транспорта и энергетики по направлению 150900 «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств».

4. Евдокимов Ю. К., Кирсанов А. Ю., Салахова А. Ш. Дистанционные автоматизированные учебные лаборатории и технологии дистанционного учебного эксперимента в техническом вузе // Открытое образование, 2009. № 5. С. 102-118.

ОНТОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ СИНТЕЗА ЭЛЕКТРОННЫХ

УЧЕБНЫХ ПОСОБИЙ

И. П. Норенков, д. т. н., профессор, зав. кафедрой САПР Тел. (499) 263-62-90, e-mail: norenkov@wwwcdl.bmstu.ru МГТУ им. Н. Э. Баумана http://bmstu.ru

The paper is devoted to the methods of synthesis of adaptive electronic textbooks. The method of navigation in a semantic network and the method of learning trajectory optimization are considere

Представлены методы формирования адаптивных электронных учебных пособий на основе онтологического подхода - метод навигации по семантической сети понятий предметной области и метод оптимизации траектории обучения.