CC BY
50
Э. Ф. Гисматуллина
МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕРАБОТКИ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ
Ключевые фразы: катализаторы очистки, выбор катализатора, ароматические углеводороды, топливо, информационнокоммуникативные технологии, педагогические взгляды, информационно-образовательная среда вуза, инженерные расчеты.
В условиях глобальной информатизации важнейшим фактором общественного развития и средством повышения результативности всех сфер деятельности выступают современные информационные и коммуникационные технологии, направленные на создание, сохранение, переработку и обеспечение эффективных способов представления информации потребителю, актуализирующих проблему подготовки юридических кадров, удовлетворяющих требованиям современного общества. Это обусловлено системой профессиональных задач современного инженера. Специалист должен понимать суть сложных производственных процессов, уметь использовать средства постоянного увеличения и накопления объема профессионально-значимой информации.
Key phrases: clearing catalysts, a catalyst choice, aromatic hydrocarbons, fuel, information-communicative technologies, pedagogical sights, the information-educational environment of high school, engineering calculations.
In the conditions of global Informatization the most important factor of social development and the means of improving the results ofproficiency in all spheres of activity are modern information and communication technologies, directed-by the creation, preservation, processing and provision of effective ways of presentation of information to the consumers which give substance to the problem of training of legal personnel that meet the requirements of modern society. This is due to the system of professional tasks of the modern engineer. The specialist should understand the essence of the complex Pro-production processes, to be able to use the means of constant expansion and accumulation of professionally significant information.
Среди основных задач современного образования есть задача развития личности
учащегося вуза, предполагающая формирование его способности к самообразованию, самообучению, самовоспитанию, рефлексии собственной деятельности. Для этого в процессе обучения студента в вузе необходимо сформировать у него систему профессионально значимых качеств,
включающих основные функциональные
компоненты профессиональной деятельности: гностический, проектировочный, конструктивный, коммуникативный и организаторский. Однако в силу ряда объективных причин - временных ограничений в рамках аудиторных занятий эти качества не всегда могут быть сформированы.
Поэтому важным элементом педагогической деятельности в вузе является «научить студента учиться», что является необходимым для
эффективной организации их самостоятельной работы, которая должна способствовать:
- расширению, закреплению и углублению знаний, полученных в аудитории;
- активному приобретению новых знаний;
- развитию творческого подхода к решению поставленных проблем;
- проявлению индивидуальности студента;
- формированию практических навыков в решении ситуационных задач.
В целом самостоятельная работа развивает такие качества: умение работать со специальной литературой, справочниками, периодическими
изданиями, с современными информационнокоммуникативными технологиями;
организованность, дисциплинированность,
инициатива, активность в решении поставленных задач.
Применение информационных технологий расширяет возможности как выполнение, так и контроля самостоятельной работы при формировании компетенций.
Данные образовательные технологии успешно применялись при проектировании, разработке и практической реализации информационной системы как инструмента поддержки эксперимента в задачах, связанных с исследованием фазового состояния газонефтяных систем.
В работе решаются следующие задачи:
• разработка метода и алгоритма оценки состава исходной углеводородной системы при неизвестном газовом факторе;
• разработка эффективных алгоритмов и методов проведения численных расчетов для вычислительных экспериментов для задач исследования фазового равновесия в газонефтяных системах;
• развитие технологии, интегрирующей основополагающие принципы вычислительного эксперимента для задач исследования фазового состояния углеводородных смесей и современные подходы к работе с информацией;
• практическая реализация информационной системы как инструмента поддержки вычислительного эксперимента для задач исследования фазового равновесия в газонефтяных системах в аспектах, связанных с применением компьютера.
При разработке алгоритмов численных расчетов в качестве основы математических моделей для задач оценки фазового состояния углеводородных смесей и компонентного состава их фаз были выбраны математические модели фазового равновесия, описываемые уравнением состояния Пенга-Робинсона, и эмпирические зависимости, полученные В.И. Шиловым, в которых с помощью математической статистики определены
зависимости коэффициентов распределения от давления и температуры.
В качестве базовой методологии создания информационных систем для научных исследований был выбран компонентный подход, практикуемый в последнее время при создании сложных программных комплексов и основанный на синтезе современных СОМ технологий, технологий удаленного доступа и баз данных.
При разработке модулей комплексного анализа и визуализации результатов расчетов была обеспечена независимость данных от способа их дальнейшей обработки [1].
В процессе работы над выбранным проектом студенты получают разнообразные знания и навыки по поиску и обработке информации, созданию Шетй-ресурсов, использованию офисных пакетов, общению в процессе выполнения работ и выработке навыков коммуникативной деятельности и т. д.[2].
Таким образом, участвуя в проекте, студенты формируют компетенции, необходимые для будущей профессиональной работы. Кроме того, они получают практические навыки предметного и межпредметного взаимодействия (с представителями других областей научного знания) в освоении средств информационных технологий.
В качестве основных направлений по освоению и использованию современных информационных технологий можно выделить следующие [3]:
- изучение существующих программных продуктов компьютерной поддержки будущей профессиональной деятельности;
- освоение средств дизайна (ЖБВ-дизайн, компьютерная графика и т. д.);
- изучение языков и средств программирования и их использование в соответствующих проектах;
- изучение технологий Щегле!;
- изучение и применение технологий проектирования и поддержки информационных систем;
- освоение мультимедийных технологий;
- участие в выполнении научноисследовательских работ.
В качестве реализации проектов, направленных на моделирование и оптимизацию процессов переработки углеводородного сырья определены следующие области использования информационных технологий во внеаудиторной деятельности студентов.
В настоящее время почти во всех вузах в той или иной мере ведутся разработки в области организации самостоятельной работы студентов с использованием современных информационных технологий. Так, есть опыт организации внеаудиторной и самостоятельной работой с использованием обучающих программ, электронных учебных пособий по различным курсам, системы проектных заданий. Однако при использовании этих методов возникает потребность в дополнительных организационных мероприятиях. Например, система проектных заданий не включает в себя организацию доступа к ресурсам, необходимым для выполнения этого задания, в лучшем случае преподаватель дает ссылки на литературные источники и задает формы отчетности.
Обобщая все достоинства и недостатки существующих форм и методов, а, также анализируя положительные и отрицательные факторы, оказывающие влияние на внеаудиторную и самостоятельную работу, становится ясно, что целесообразно создавать интегрированную систему организации этой работы на основе информационно-образовательной среды вуза.
Системообразующими подходами при создании информационно-образовательной среды предлагаются деятельностный и системный.
Информационно-образовательная среда вуза - это интегрированная среда информационнообразовательных ресурсов (электронные
библиотеки, обучающие системы и программы), программно-технических и телекоммуникационных средств, правил её поддержки, администрирования и использования, обеспечивающая едиными технологическими средствами информации информационную поддержку и организацию учебного процесса, научных исследований, профессиональное консультирование обучающихся в вузе.
Применение компьютера в качестве
средства поддержки учебных занятий и самостоятельной работы студентов предполагает, что определенный вид деятельности, либо
отдельные действия, осуществляются с помощью компьютера. Это связано со следующими аспектами:
• компьютерное сопровождение занятия;
• компьютерная поддержка деятельности обучаемых, не имеющей прямого отношения к процессу усвоения материала (поиск необходимой информации, обеспечение взаимодействия между обучаемыми и педагогом, доступ к удаленным абонентам и источникам информации и т.п.);
• компьютерная поддержка деятельности
педагога, связанной с подготовкой учебного занятия и необходимых дидактических материалов (поурочное планирование, разработка
индивидуальных заданий, поиск необходимой информации, обмен опытом, ведение архива и т. п.).
Одним из способов организации самостоятельной работы студентов является Интернет, применение которого в учебном процессе
имеет ряд преимуществ: возможность выбрать
индивидуальный режим работы для каждого студента, получить актуальную информацию по конкретной проблеме, пользоваться словарями и энциклопедиями, организовать диалог со всем миром, участвовать в чатах и форумах.
В вузе на протяжении многих лет ведутся целенаправленные работы по созданию комплекса программ (расчетных, обучающих,
контролирующих и др.) и электронных учебных изданий для специалистов факультета нефти и нефтехимии технологических систем и технологических комплексов.
Практически основные дисциплины, такие как «Химическая технология топлива и углеродных материалов», «Теоретические основы химической технологии топлива и углеродных материалов», «Технология нефти и природных газов», «Теория полимерообразования», «Основы инженерных
расчетов в химической технологии» и другие имеют компьютерную поддержку [4].
Кроме того, разработаны и широко применяются расчетные программы. Следует подчеркнуть, что для организации самостоятельной работы студентов по данным учебным дисциплинам требуются не только учебные, но и справочные, нормативные, информационные, производственные издания. В связи с этим формирование информационной базы осуществляется по пути создания собственных электронных изданий, а также приобретения готовых информационных продуктов, подготовленных ведущими
информационными и учебными центрами страны.
Практически все возможные виды контроля знаний студентов могут быть реализованы с помощью электронных изданий на основе специально разработанных компьютерных программ, позволяющих снять часть нагрузки с преподавателя и усилить эффективность и своевременность контроля.
Проанализировав всё вышеизложенное, можно сделать вывод о том, что при использовании в образовательном процессе информационных технологий возрастает объем и расширяются организационные формы самостоятельной работы студентов. Увеличение доли самостоятельной работы студентов приводит к уменьшению нагрузки преподавателя.
Безусловно, при организации и контроле самостоятельной работы студентов компьютер -
эффективный и надежный помощник. В каждом конкретном случае нужно выявить те участки учебного процесса, где применение новых информационных технологий улучшит его качество.
Теоретическая значимость работы:
• разработан алгоритм расчета фазового равновесия многокомпонентной углеводородной системы, позволяющий проводить расчеты с использованием широкого класса уравнений состояния;
• разработан метод и алгоритм для численных расчетов состава исходной системы по известным составам её фаз, полученным в результате её сепарации;
• предложенная технология позволяет разрабатывать программные инструменты для тестирования и определения параметров математических моделей фазового состояния нефтегазовых систем и применима для создания средств поддержки вычислительного эксперимента в других областях знания.
Внедрение информационно-
коммуникационных технологий открывает новые возможности для создания инновационнообразовательной среды в вузе и позволяет организовать самостоятельную работу студентов на качественно новом уровне.
Литература
1. Образцов, П.И. Психолого-педагогические аспекты разработки и применения в вузе информационных технологий обучения / П.И. Образцов. - М.: Орел, 2000.
2. Губайдуллина, А.М. Информативность и специфические особенности термоаналитических исследований при оценке качества сырьевых материалов волластонитсодержащей, кордиеритовой и клинкерной керамики / А.М. Губайдуллина, Т.З. Лыгина, Д.В. Вассерман, Г.Г.Исламова // Вестник Казанского технол. ун-та. - 2009. - №6, - С.373.
3. Сергеев, В.П. Деятельностный подход к разработке модели подготовки современного специалиста / В.П Сергеев, Д.Д. Исхакова, М.В. Рылова, Х.М. Ярошевская, А.М. Кочнев // Вестник Казанского технол. ун-та. -2008. - №3, - С.122.
4. Абдуллин, И.Ш. Разработка графической модели микроструктуры натурального кератинсодержащего высокомолекулярного материала / И.Ш. Абдуллин, Э.Ф. Вознесенский, И.В. Красина, Л.Р. Джанбекова, Е.А. Панкова // Вестник Казанского технол. ун-та. - 2009. -№3, - С.62.
© Э. Ф. Гисматуллина - ст. препод. каф. САУТП, соискатель каф. ВМ КНИТУ, [email protected].
