CC BY
53
Из жизни вуза
83
В. РУМЯНЦЕВ, доцент Н. БОЛОБАНОВА
Будущим специалистам технического профиля необходимо не только изучать современные технологии, оборудование, но и проводить собственные исследования, реализация которых на действующих производствах представляется сложной, порой неразрешимой задачей (например, с экономической точки зрения). Поэтому в процессе всего периода обучения в вузе при решении конструкторско-технологических задач студентами должны применяться и использоваться информационные технологии. Данное направление инженерной деятельности, включающее совокупность методов и средств практического решения проблем с помощью средств вычислительной техники и прикладных информационных технологий, принято называть компьютерным инжинирингом (КИ) [1]. До недавних пор концепция применения КИ при обучении специалистов для металлургической промышленности отсутствовала. Такой концептуальный подход разработан в Че-реповецкомгосударственном университете [2]. Структура компьютерного инжиниринга, используемая при подготовке специалистов для металлургической промышленности, приведена на рис.1.
Внедрение в учебный процесс системы компьютерного инжиниринга, работающей
Компьютерный инжиниринг
на единой информационной модели металлургических объектов, включающей теорию, технологию, оборудование, позволяет предоставить студенту удобный инструментарий для создания и поддержки информационных моделей объектов, используемый специализированными программными средствами, эксплуатируемыми в металлургической промышленности. Данный инструментарий должен органично входить в единое информационное пространство (ЕИП) - проблемно-ориентированную среду со структурированной информацией (текстовой, графической, видео и т.д.) и программными средствами, позволяющими студенту иметь оперативный доступ к имеющейся информации и создавать собственную на практических занятиях, при выполнении лабораторных работ, курсовых проектов, выпускных квалификационных работ специалиста, магистерских диссертаций [3-5].
Применение системы компьютерного инжиниринга изменяет традиционную методику проведения занятий по основным видам учебного процесса: лекциям, практическим занятиям, лабораторным работам, курсовому и дипломному проектированию, обеспечивает преподавателям обратную связь для оценки эффективности усвоения студентами знаний, приобретения ими навыков, повышает самостоятельность и техническую вооруженность студентов в процессе обучения и выполнения заданий учебного плана.
Использование системы компьютерного инжиниринга при подготовке специалистов в области металлургии предполагает следующее.
1. Формирование единого информационного пространства, включающего содержательную часть дисциплин по всем видам учебного процесса, тесты, контрольные задания, тематику курсовых и дипломных проектов (работ), учеб-
84
Высшее образование в России • № 11, 2005
Рис. 1. Структура системы компьютерного инжиниринга
ные и учебно-методические пособия, вопросы экзаменационных билетов, учебные планы, Государственные образовательные стандарты и т.д., а также все существующие на кафедре математические модели (и их программные реализации), программные средства, работающие по СЛЬ8-техноло-
гии, позволяющие создавать и поддерживать информационную модель объекта на протяжении всего его жизненного цикла.
Особенность формируемогоЕИП заключается в том, что в нем необходимо обеспечить взаимосвязь специальных дисциплин между собой, а также связь с дисциплинами предшествующих циклов: математического, естественнонаучного и общепрофессионального. На этой основе создается единая структурно-логическая схема учебного процесса, в которой понятия, термины и закономерности, изучаемые в каждой дисциплине, представлены в развитии: выявляются их происхождение, источники, содержащиеся в предшествующих (смежных) дисциплинах, их следствия, выводы, пути использования, применяемые в последующих (смежных) дисциплинах учебного плана.
2. Использование единого набора программно-технических средств, как разработанных самостоятельно, так и приобретенных, реализующих единую структурно-логическую схему учебного процесса, лежащую в основе ЕИП на весь период обучения в вузе. Это позволяет пользователям
Из жизни вуза
85
(преподавателям, студентам, аспирантам) всесторонне изучить и исследовать каждое понятие, его происхождение и области использования, методы и алгоритмы количественной оценки, факторы, влияющие на величину этой оценки, математические модели, в которых оно используется; создать единую информационную модель изучаемого (исследуемого) объекта.
3. Разработку и программную реализацию интерфейса ЕИП, ориентированного на сетевые технологии и предназначенного для использования на аудиторных занятиях, в самостоятельной работе студентов, аспирантов, преподавателей, а также для проведения тестирования, зачетов и экзаменов.
Одна из трудностей инженерного образования связана с тем, что натурные модели часто не позволяют провести необходимые измерения в полной мере; также нереально варьировать различные натурные параметры процессов и оборудования. В качестве выхода из создавшейся ситуации можно рассматривать виртуальные лаборатории (ВЛ), лишенные указанных недостатков, интегрирующих различные электронные конструкции технических объектов, системы математического и имитационного моделирования, учебные и промышленные пакеты прикладных программ и так далее. В состав системы компьютерного инжиниринга в качестве ее неотъемлемой части входят виртуальные лаборатории, которые применяются не только при проведении лабораторных занятий, но и в курсовоми дипломном проектировании, а также при выполнении научно-исследовательских работ [6]. В качестве объектов, исследуемых в ВЛ, выступают сложные динамические системы: широкополосный прокатный стан холодной прокатки (рис. 2), листовой стан горячей прокатки, сортовой и волочильный станы.
Электронная поддержка занятий в реальных учебных кабинетах позволяет выполнять различные расчеты (прочностные, методом конечных элементов и другие) по имеющимся трехмерным моделям деталей
клети (валков, станин и др.) в различных СЛЕ-системах, а также имитировать типовые лабораторные работы.
Представленная система подготовки специалистов для металлургической промышленности с использованием средств компьютерного инжиниринга существенно повышает активность студентов, обеспечи-
Рис. 2. Трехмерная параметрическая модель рабочей клети «кварто» широкополосного стана холодной прокатки
вает фундаментальность учебного процесса, глубину усвоения материала студентами, его научный уровень, улучшает восприятие учебного материала за счет использования возможностей мультимедиа, что, в конечном итоге, обеспечивает качество обучения и развивает умение студентов мыслить самостоятельно - столь важное качество для квалифицированных инженеров.
Литература
1. Юрин В.Н. Компьютерный инжиниринг и инженерное образование. - М., 2002.
86
Высшее образование в России • № 11, 2005
2. Гарбер Э.А., Румянцев В.В., Болобанова
Н.Л. Концепция компьютерного инжиниринга при подготовке инженеров для металлургической промышленности // Нові інформаційні технологіі в вирішениі проблем виробництва, екологіі, освіти, управління та права. Збірник наукових праць за результатами симпозіуму. - Украина, 2003.
3. Гарбер Э.А., РумянцевВ.В. Концепция еди-
ного информационного пространства при подготовке инженеров в региональном университете // Образование, наука, бизнес. Особенности регионального развития и интеграции: Сб. тр. II Межвуз. науч.-метод. конф. - Череповец, 2003.
4. Гарбер Э.А., Синицкий В.М., Румянцев
В.В., Семенов И.Е. Концепция единого информационного пространства при совместной подготовке инженеров феде-
ральными и региональными университетами // Производство проката. - 2003. -№ 9.
5. Румянцев В.В. Единое информационное
пространство как средство для подготовки инженеров // Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе. 1Т + БЕ ”2003. Майская сессия. Материалы XXX Юбилейной междунар. конф. и I Междунар. конф. молодых ученых. - Украина, Крым, Ялта-Гур-зуф, 2003.
6. Румянцев В.В., Болобанова Н.Л. Разработка
и внедрение в учебный процесс виртуальной лаборатории как элемента системы подготовки специалистов для металлургической промышленности // Образование, наука, бизнес. Особенности регионального развития и интеграции: Сб. тр. Всерос. науч.-практ. конф. - Череповец, 2005.
А. АЛХАНОВ, доцент
В сфере образования ныне происходят значительные трансформации. Европа вступила в «эпоху знаний», взяв за основу принцип «учение длиною в жизнь», т.е. непрерывного образования.
Россия не может остаться в стороне от процессов реформирования образования, так как выпускники высших учебных заведений должны уметь разбираться в широком круге экономических вопросов, оценивать тенденции общественного развития, самостоятельно определять свою позицию в происходящих изменениях, иметь научное мировоззрение, быть готовыми к эффективной практической деятельности.
В мировой практике признано, что образование способствует социальной интеграции граждан, снижает уровень преступности и сглаживает последствия социального неравенства, помогает в борьбе с бедностью. Иными словами - непрерывное образование является залогом стабильности гражданского общества [1].
Самостоятельная работа студентов
В этой связи следует отметить, что в последние годы в вузах страны проделана большая работа по совершенствованию учебного процесса, повышены требования к преподаванию различных дисциплин, в том числе и социально-экономического цикла [2]. Так, на кафедрах экономики, обществен-
