Профессионально-ориентированное обучение проектированию комплексных систем безопасности студентов технического вуза

УДК 378.147

ПРОФЕССИОНАЛЬНО-ОРИЕНТИРОВАННОЕ ОБУЧЕНИЕ ПРОЕКТИРОВАНИЮ КОМПЛЕКСНЫХ СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ СТУДЕНТОВ ТЕХНИЧЕСКОГО ВУЗА

© 2013Рыжова В.А., Демченко А.И.*

Национальный исследовательский университет информационных

технологий, механики и оптики ^Дагестанский государственный педагогический университет

Рассматриваются вопросы управления процессом обучения проектированию комплексных систем безопасности на практических занятиях в целях формирования у студентов навыков и умений для решения конкретных задач в их будущей профессиональной деятельности. Предлагается организация работы студентов над проектом системы безопасности на основе обучения в сотрудничестве с использованием ролевых игр и упражнений-заданий с инструкциями и рекомендациями, выступающими в качестве опорных ориентиров.

The authors of the article consider the problems of managing the learning process projecting integrated security systems for practical training in order to develop students' skills and knowledge to solve specific problems in their future careers. Organization of the students on the project security system is based on collaborative learning using role-playing exercises and assignments, guidelines and recommendations, acting as reference landmarks.

Ключевые слова: проектирование, комплексные системы безопасности, профессионально-ориентированное обучение, управление процессом обучения, обучение в сотрудничестве, опорные ориентиры.

Keywords: projecting, integrated security systems, professionally-oriented training, management training process, cooperative learning, support guidelines.

В последнее время особую актуальность приобретают вопросы подготовки инженеров для наукоемких и высокотехнологичных отраслей экономики России. Одним из таких перспективных, бурно развивающихся направлений является производство и внедрение комплексных оптико-электронных систем безопасности. Причем практика трудоустройства многих выпускников вузов в научно-исследовательских организациях, на предприятиях, занимающихся разработкой и монтажом систем техногенной безопасности, охранно-пожарной сигнализации, систем охранного телевидения, систем контроля и управления доступом, показывает наличие существенного дисбаланса между

требованиями, предъявляемыми к соискателям рабочих мест со стороны работодателей, и качеством подготовки выпускников [1, 2].

Это объясняется тем, что практикой востребованы результаты высшего профессионального образования не только в виде набора знаний, необходимых для проектирования сложных оптико-электронных систем безопасности, но и в форме готовности молодого специалиста к эффективной деятельности в условиях современного производства,

ориентированного на удовлетворение постоянно меняющихся запросов рынка.

С учетом вышесказанного нами была разработана рабочая программа дисциплины «Комплексные системы

безопасности», которая является частью профессионального цикла дисциплин по направлению подготовки бакалавров и магистров «Оптотехника» и по специальности «Электронные и оптико-электрон-ные приборы специального назначения».

Задачи преподавания данной дисциплины (в соответствии с указанной программой) заключаются в том, чтобы обеспечить студентам базовую

теоретическую и практическую подготовку в области исследования и проектирования комплексных систем безопасности (КСБ). Результатом освоения дисциплины является приобретение знаний, навыков и умений, необходимых для формирования ключевых компетенций современного инженера в области обеспечения комплексной безопасности

промышленных предприятий, жилых зданий, учреждений, банков, офисов и других объектов.

Самостоятельную работу студентов (СРС) в рамках указанной дисциплины можно определить как деятельность по выполнению домашнего задания с конечной целью проектирования системы комплексной безопасности объекта. На основе анализа результатов

предпроектного обследования объекта и проведения аналитических расчетов студенты разрабатывают структурную схему КСБ и формулируют требования к параметрам и функциям основных элементов структуры, в том числе с учетом действующей нормативной базы [3]. Далее производится информационный поиск оборудования для оснащения объекта комплексом технических средств обеспечения безопасности (ТСОБ). Итогом является представление к защите в рамках промежуточной аттестации пояснительной записки и

сопроводительного графического

материала, формирующих учебный проект по КСБ.

Как разновидность учебной деятельности самостоятельное

выполнение домашнего задания характеризуется теми же особенностями, что и любая деятельность, то есть имеет цель, мотив, способы выполнения

действий, направленных на достижение определенного результата, но они носят специфический характер. В данной статье излагаются особенности организации СРС при выполнении домашнего задания по проектированию КСБ различных объектов.

Для успешного управления

самостоятельной работой студентов как деятельностью на старших курсах необходимо знать ее мотивационные основы как главной движущей силы обучения [4, 6]. Поэтому особое значение приобретает выявление наиболее эффективных способов и приемов для обеспечения развития и поддержания внутренних и внешних мотивов, побуждающих студентов к выполнению домашнего задания.

1. Внутренние (частные) мотивы связаны с реализацией «близких» целей: в нашем случае выполнить задание. Необходимо стимулировать и поддерживать такие мотивы благодаря использованию особых приемов для проявления и развития интереса к осознанному стремлению получить необходимую информацию для создания СБ самостоятельно, в условиях, приближенных к реальной профессиональной деятельности будущего инженера. Управление деятельностью должно идти в направлении развития у студентов желания осваивать этапы проектирования КСБ без чьей-либо помощи, с использованием информационных источников, в том числе электронных, каталогов, сопроводительной технической документации на оборудование, нормативных и справочных изданий. Итогом должно явиться стремление овладеть набором действий, необходимых для самостоятельного выполнения проектирования КСБ для объекта любой сложности.

2. Немаловажное значение имеет развитие мотивов, связанных с познавательными потребностями студентов в получении более полных знаний об особенностях построения эффективной СБ, о методике проведения расчетов для выбора параметров

оборудования, о функциональных возможностях приборов охранной техники на основе работы с инструкциями и прочей

сопроводительной документацией,

составленными на английском или русском языках. Усиление мотивации данного вида будет зависеть от правильного подбора материала для практических занятий, интересного по содержанию и наглядного по форме, методических указаний по выполнению этапов проектирования КСБ,

рекомендаций по работе с англоязычными и переводными инструкциями на приборы охранной техники.

3. Внешние (основные) мотивы направлены на осознание обучающимися конечной цели своей учебной деятельности, связаны с

профессиональными интересами

студентов, возможностью уверенно использовать приемы самостоятельной работы над домашним заданием в своей будущей деятельности проектировщика КСБ.

Одним из условий обеспечения мотивации, необходимой для

формирования компетенций будущего инженера при организации его учебной деятельности, является широкое использование современных

педагогических технологий и, в частности проектной методики, которая предполагает обучение в сотрудничестве, развивающее навыки командной работы, принятия решений, лидерские качества [6].

В связи с этим организация самостоятельной работы студентов над выполнением домашних заданий предусматривает формирование

инициативных групп по 3-4 человека для решения конкретных задач по проектированию комплексных подсистем безопасности (ПСБ) на объектах различного функционального назначения, важности и структуры. При этом каждый студент группы разрабатывает комплекс ТСОБ для одной из перечисленных подсистем:

- система охранно-пожарной сигнализации (ОПС);

- система контроля и управления доступом (СКУД);

- система охранного телевидения (СОТ) на базе аналоговых технологий;

- система охранного телевидения на базе сетевых технологий.

Эффективность работы в команде определяется способностью каждого члена группы самостоятельно

приобретать и использовать с помощью информационных технологий новые знания и умения при выполнении своей части задания, а также, взаимодействуя в рамках своей группы, участвовать в разработке оптимального варианта построения КСБ объекта.

Контроль этапов выполнения задания осуществляется на каждом практическом занятии в виде коллективных обсуждений результатов работы студенческих групп, проведения дискуссий, «круглых столов», вкрапления игровых ситуаций, повышающих степень вариативности при поиске наиболее приемлемого решения поставленной задачи.

Обеспечение мотивации студентов возможно также путем применения активных и интерактивных форм обучения [4, 6], в том числе, с помощью организации ролевой игры, которая может применяться в рамках проектной методики. При проведении практических занятий ролевая игра рассматривается как своеобразный учебный прием, при котором обучаемые должны свободно общаться в рамках заданных обстоятельств (например, разыгрывая ситуацию обсуждения проектировщика с заказчиком требований к построению и составу охранной системы объекта), применяя профессиональную

терминологию, усвоенную как на основе проработки лекционного материала, так и в процессе самостоятельной работы по выполнению домашнего задания.

Обязательным элементом игры является разрешение проблемной ситуации - например, согласование с заказчиком технического задания на разработку проекта СБ.

Заинтересованность в достижении конечного результата при решении проблемы непосредственно приводит в действие механизмы мотивации и тем

самым повышает эффективность освоения этапов проектирования СБ. Это обеспечивает максимальную

активизацию творческой и

коммуникативной деятельности

студентов при решении

профессионально-значимой проблемной ситуации, способствуя формированию общенаучных, проектных и

организационно-управленческих компетенций, связанных с развитием креативных способностей, умением работать в коллективе, способностью синтезировать эффективную СБ на основе анализа результатов обследования объекта и требований заказчика. И, наконец, необходимость тщательного продумывания ситуации, оперативного поиска правильного решения в режиме on-line развивает логическое мышление, критический подход к мнению оппонента, умение аргументировать и контраргументировать, отстаивая свою точку зрения, убеждать собеседника в том, что предлагаемый ему вариант построения системы является

единственно верным.

Таким образом, использование ролевой игры в изучении КСБ приобретает неоценимую значимость только в том случае, если ее участники условно воспроизводят реальную практическую деятельность людей, создают условия реального общения.

Осуществление целостной

деятельности, в качестве которой выступает самостоятельная подготовка проекта СБ на основе лекционного материала и установок, полученных на практических занятиях, возможно при ее организации на основе системы упражнений-заданий с использованием ролевых игр (рис.). Специально составленные упражнения-задания

должны указывать на способ выполнения

действий по отработке методики выбора рационального варианта охраны объекта [5] и, тем самым, позволяющих овладеть необходимыми приемами как для самостоятельного выполнения

домашнего задания, так и для перспективной профессиональной

деятельности.

Опыт проведения практических занятий показывает, что наиболее эффективной является система упражнений-заданий с инструкциями и рекомендациями, направляющими

выполнение тех или иных операций, которые позволяют студентам отработать отдельные этапы создания СБ на основе специально отобранного

экспериментального материала (планы объектов различного назначения, каталоги и прайс-листы на охранное оборудование зарубежных и отечественных

производителей, представленное на рынке для различных ПСБ).

При подборе планов объектов мы исходили из требования преемственности между обязательной работой на практическом занятии и самостоятельной работой при выполнении домашнего задания как по назначению, архитектурно-строительным особенностям и категории значимости объектов, так и в отношении сложности структурной схемы формируемой СБ. Это обеспечивает неоднократную повторяемость необходимой

терминологии и расчетных операций для предварительного определения

технических параметров оборудования при проработке различных вариантов охраны одного и того же объекта. Таким образом, у студентов совершенствуются навыки оснащения объекта любой сложности с использованием усвоенной последовательности действий.

Упражнения-

задания на обследование объекта охраны

^ я

С Я

Я "

ь я

и к

я &

Я -

Л

я

о

К

-0 и

1)

03 Л

го 1С;

& О о)

Я

ч о §

1С; Я

N 1)

м т

Ш о

Я Я и

го я

о ш

1р

^у р я

Я н о

1)

я 3

<

5 Я

8 «

о /и

Е? з

а я О

Упражнения-

задания на формирование структуры СБ

1) и ч й

5? Я

Л

я

о

3 &

о я и

я §

н

т

Упражнения-

задания на формирование ры СОТ

структур]

й

р

н

о

о о р я

я й р

я

о s

т я

и и

Я о

Я

ч

ч я

т

Ч

р

Я

О

т

т

Упражнения-

задания на формирование структуры ОПС

я

и я

о п

ч

г

Я я

ч ч

о я

и я

Я ш и я о

ч о

р =я

Я О а

я

я _

й т

Л 2

X о

Я

& 3

т *

т

Упражнения-

задания на формирование структуры СКУД

й

т

н

о

сг й

я Я

ч у

о н

и о

я о ч

я и

^

ч Г

О

Ч н

р

Я

О

Рекомендации по выполнению расчетов для определения параметров оборудования

т

Рекомендации по выбору

оборудования для подсистем безопасности

Рис.

Схема выполнения студентами упражнений-заданий при освоении методики выбора рационального варианта охраны объекта

Методика выбора рационального варианта охраны объекта с использованием комплекса ТСОБ содержит два основных этапа -обследование объекта охраны и формирование структуры системы (в том числе, для каждой ПСБ). Как видно из рисунка, в качестве единицы освоения методики мы используем упражнение-задание, которое имеет установку на выполнение конкретного действия или совокупности действий в рамках отработки этапов рационального построения системы для защиты объекта.

Освоение данной методики производится посредством выполнения на практических занятиях пяти упражнений-заданий, первое из которых (по обследованию объекта) проводится на основе усвоения и закрепления предшествующего лекционного

материала. Для устранения неясностей у студентов в вопросах последовательности и содержания действий, в задании должны быть четко определены результаты, которые необходимо представить в итоге его выполнения. Например, для первого задания это:

- тип объекта, его важность или значимость (характер и структура размещения материальных,

информационных и других ценностей, места их расположения, концентрация);

- структура объекта (территории, зоны, здания, сооружения и помещения, подлежащие защите, их количество, типы, размеры, расположение);

- наиболее уязвимые и вероятные места проникновения на объект, их количество, конструктивные особенности и размеры;

- зоны и помещения объекта, требующие ограничения доступа и дистанционного контроля с помощью телевидения;

- другие характеристики объекта (архитектурно-строительные особенности, местоположение, телефонизация, количество въездов/выездов, входов/выходов, этажность);

- телефонизация и характеристика сети питания (энергоснабжение).

Следующие четыре упражнения-задания направлены на формирование и закрепление навыков по разработке структуры как всей СБ в целом, так и ее составных частей (СОТ, ОПС, СКУД). Они выполняются с применением соответствующих методических

указаний, рекомендаций, инструкций. При этом итогом их отработки должно

быть формирование структуры системы, в том числе:

- выбор тактики охраны объекта (автономная, централизованная или комбинированная);

- определение структуры охраны (количество зон или рубежей охраны, какие ПСБ будут использоваться, их состав, организация их взаимодействия, уровни интеграции ПСБ в единый комплекс, наличие и количество автоматизированных рабочих мест);

- определение точек доступа, зон просмотра видеокамерами, зон оповещения и т. п.;

- определение количества шлейфов сигнализации и их структуры (разделение шлейфов на самостоятельные блокируемые участки и определение мест их расположения на объекте);

- определение размеров и характеристик уязвимости блокируемых участков (открывание, пролом, перелаз, подкоп, разбитие, комбинация способов);

- выбор средств обнаружения угроз (СОУ) по назначению, виду зоны контроля, принципу действия и конкретным тактико-техническим характеристикам, таким как дальность обнаружения, угол обзора, чувствительность, диапазон рабочих температур, помехоустойчивость, надежность, сложность установки и монтажа, удобство технического обслуживания и ремонта, антисаботажные свойства;

- выбор технических средств систем сбора, обработки информации и управления (ССОИУ) - контрольных панелей, устройств их сопряжения с системой передачи тревожных извещений и другими ПСБ, типов световых и звуковых оповещателей, типов идентификаторов, считывателей, преграждающих устройств, контроллеров, мониторов, цифровых

устройств записи, хранения и воспроизведения информации;

- определение схемы электроснабжения ТСОБ и охранного освещения (выбор источников бесперебойного и резервного электропитания);

- определение мест размещения оборудования, трасс и способов прокладки соединительных проводов и кабелей.

В ходе работы с такими упражнениями-заданиями студент

сознательно усваивает общий метод предлагаемой ему ориентировочной основы деятельности. В дальнейшем, по мере овладения ею, обучаемому предоставляется возможность применять ее в процессе самостоятельной разработки проекта оснащения своего объекта комплексом ТСОБ.

Таким образом, при составлении упражнений-заданий мы исходили из следующих методических требований:

- согласованность заданий с целью самостоятельной работы студента, учитывая сформированный на лекциях уровень владения студентами теоретическими вопросами проектной деятельности в области КСБ;

- направленность заданий на преодоление студентами трудностей при выборе рационального варианта оснащения объекта комплексом ТСОБ;

- четкость формулирования задания и указания на способ его осуществления.

Предлагаемая нами технология обучения с использованием ролевых игр и системы упражнений-заданий с рекомендациями позволяет создать необходимые условия для управления деятельностью студентов в ходе самостоятельного поэтапного

выполнения работ по проектированию отдельной подсистемы безопасности и всей системы в целом.

Примечания

1. Горленко О. А., Мирошников В. В. Согласование компетенций бакалавров и магистров с требованиями профессиональных стандартов // Инженерное образование. 2011. № 7. С. 68-73.

2. Горленко О. А., Мирошников В. В. Подготовка инженеров для наукоемких и высокотехнологичных отраслей // Инженерное образование. 2012. №9. С. 116-123. 3. ГОСТ Р 53704-2009 Системы безопасности комплексные и интегрированные. Общие технические требования. М. : Стандартинформ, 2010. 4. Колкова М. К., Демченко А. И. Характеристика самостоятельного чтения на 1 курсе языкового вуза // Обучение чтению в языковом педагогическом вузе. Л., 1980. С. 8-15. 5. Магауенов Р. Г. Системы охранной сигнализации: основы теории и принципы построения: Учебное пособие для вузов. 2-е изд., перераб. и доп.

Горячая линия - Телеком, 2008. 496 с. 6. Полат Е. С. Новые педагогические технологии в системе образования. М. : Владос, 2001.

Статья поступила в редакцию 22.04.2013 г.