CC BY
31
УДК 378.046.4
СОВРЕМЕННЫЕ 1Т- ТЕХНОЛОГИИ В ОБРАЗОВАТЕЛЬНОМ ПРОЦЕССЕ В СРЕДНИХ И ВЫСШИХ ТЕХНИЧЕСКИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЯХ
Лизунов И.Н., ООО «Системотехника 3Д», канд. техн. наук, nebkoue@yandex.ru Гайнутдинов М.Р., ООО «Системотехника 3Д», канд. техн. наук, gmr@sistemotehnika.com Бикмурзин А.Р., ООО «Системотехника 3Д», канд. техн. наук, gmr@sistemotehnika.com
В самом ближайшем будущем следует ожидать значительных изменений в требованиях к квалификации профессорско-преподавательского состава отраслевых учебных заведений СПО и ВО, а также изменений запросов к образовательным программам и способам проведения теоретических, практических и лабораторных занятий со стороны работодателей. Особое внимание следует обратить на дистанционные технологии, поскольку их очевидные преимущества, а также скорость распространения в образовательной среде делают их одними из самых перспективных и многообещающих инноваций в образовании.
Ключевые слова: квалификация профессорско-преподавательского состава, интерактивные технологии обучения, технология e-learning, дистанционные технологии обучения, облачные технологии SaaS в образовательном процессе, эффект геймификации в учебном процессе, компьютерные тренажеры, симуляторы энергетических установок.
Главной целью и требованием при осуществлении образовательной деятельности на всех уровнях профессиональной подготовки как основной формы, так и дополнительной - послевузовской, является эффективное и качественное усвоение новых знаний и практик, применяемых сегодня в профессиональной деятельности на реальных производственных объектах и участках, а также в административно-технической и административно -управленческой деятельности предприятий. Для энергетической отрасли это требование дополнительно ужесточается вследствие постоянного воздействия опасных для жизни и здоровья сотруд-
135
ников факторов, а также значительных финансовых потерь при возникновении аварий или ненормальных режимов на энергоустановках. Влияние человеческого фактора является одним из основных при возникновении внештатных ситуаций на предприятиях энергетики, поэтому качеству знаний и уровню квалификации здесь традиционно уделяется значительное внимание.
Между тем, с начала 2000-ых годов в энергетике России, а также ближнего зарубежья, происходит постепенное перевооружение, медленный, но, тем не менее, неизбежный переход на новый принцип построения энергетических сетей - «цифровой», когда вместе с передачей, распределением и потреблением энергии параллельно организуются цифровые потоки данных о практически всех параметрах системы. В электроэнергетике такой переход обозначился с принятием на международном уровне в 2001 году первой редакции протокола Международной энергетической комиссии - МЭК 61850. Данный протокол предполагает надежную, синхронную передачу и обработку большого объема данных на всех уровнях технологического процесса, причем, во многих случаях, непрерывно и в режиме реального времени, с максимальным временем запаздывания между получаемыми измерениями, не превышающим 2-3 микросекунды. Соответственно, сегодня, а тем более в не столь отдаленном будущем, профессия энергетика будет предполагать не только обеспечение надежной эксплуатации силовой сети (высоковольтной и сильноточной), а также качественный ремонт энергетического оборудования, но и четкое понимание структуры цифровых сетей, в том числе интернет- подобных, принципа функционирования широкой номенклатуры микропроцессорных устройств и систем, глубоко интегрированных в основное энергооборудование. Это потребует совершенно новых знаний, свойственных уже другим направлениям подготовки инженерно-технического персонала, которым традиционно обучаются на таких специальностях, как ки-
136
бернетика, информатизация, системное администрирование и информационная безопасность.
На этом примере можно увидеть насколько сегодня усложняется энергетическое оборудование, используемое в получении, передаче и распределении электроэнергии - от станции к крупным узловым подстанциям, от высоковольтных подстанций к трансформаторным и распределительным подстанциям районных электрических сетей, подстанций городских и пригородных сетей - к конечным промышленным потребителям, а также потребителям сектора ЖКХ. Причем, постоянное усложнение, изменение требований к знаниям и квалификации работников распространяется на все сферы профессиональной деятельности в энергетической отрасли, промышленности, а также городского хозяйства и ЖКХ.
В самом ближайшем будущем следует ожидать значительных изменений в требованиях к квалификации профессорско-преподавательского состава отраслевых учебных заведений СПО и ВО, а также изменений запросов к образовательным программам и способам проведения теоретических, практических и лабораторных занятий со стороны работодателей. Это может быть обусловлено, прежде всего, требованиями обеспечения высокого качества и высокой интенсивности подготовки или переподготовки сотрудников энергетических компаний, организации дистанционных, транслируемых через сеть Интернет курсов. Особое внимание следует обратить именно на дистанционные технологии, поскольку их очевидные преимущества (простота использования, отсутствие привязки к месту и времени получения образовательных услуг, а следовательно, отсутствие затрат на переезды и отвлечения с основного места работы, возможность получения знаний у высококлассных специалистов), а также скорость их распространения в образовательной среде делают их одними из самых перспективных и многообещающих инноваций в образовании. Именно поэтому, чтобы не оставаться в стороне и найти себя
137
в новом быстроизменяющемся мире, преподаватели должны быть готовыми уже сегодня применять в своей деятельности как интерактивные технологии обучения, так и дистанционные технологии, знать последние достижения направления «e-learning», уметь их применять в своей образовательной деятельности.
Для того, чтобы успешно применять такие технологии в своей повседневной деятельности, нужно разобраться, что представляют собой интерактивные технологии и насколько «интерактивны» уже применяемые сегодня технологии обучения. В психолого-педагогической литературе нет четкого определения «интерактивные технологии обучения». У понятия «интерактивности» тоже нет одного общепринятого определения. Наиболее оптимальным определением можно считать следующее: «Интерактивность - понятие, которое раскрывает характер и степень взаимодействия между объектами» [1].
Главной особенностью интерактивных технологий обучения является невозможность неучастия обучаемого или обучаемых в процессе познания - это активная форма взаимодействия субъекта с предметом познания или с моделью данного предмета. Широко применяемой формой интерактивных технологий в обучении является, так называемая, интерактивная игра, когда содержание обучения (темы) преподносятся в игровом сюжете, тем самым обеспечивается осознанное усвоение новых знаний, а также пробуждается живой интерес к новым аспектам изучаемого предмета. В большинстве случаев интерактивные технологии подразумевают применение компьютерных технологий, поскольку гибкость, значительные вычислительные возможности современных компьютеров, а также их доступность позволяют реализовать практически любые сценарии и способы взаимодействия каждого обучаемого с предметом познания. При реализации компьютерных интерактивных технологий в процессе обучения зачастую возникает, так называемый, эффект геймификации процесса познания. Ак-
138
тивное использование эффекта геймификации наблюдается на многих обучающих платформах в России и за рубежом, причем сегодня он внедряется не только на уровне общеобразовательных дисциплин, но и находит применение в обучении специализированным знаниям в колледжах, техникумах и вузах. Более того, для современного поколения компьютерный интерфейс, как минимум, хорошо знаком и уже во многом переходит в фазу интуитивно понятного, что делает применение компьютеров одним из наиболее удобных, дружелюбных и привлекательных способов работы с субъектом обучения и педагогического взаимодействия. Также стоит упомянуть, что компьютерные интерактивные технологии легко транслируются через сеть Интернет и тем самым гармонично встраиваются в дистанционные формы обучения на всех уровнях подготовки.
Интерактивные компьютерные технологии с игровыми элементами являются наиболее подходящими для саморазвития и профессиональной самоподготовки как для инженерного, так и квалифицированного рабочего состава [1]. В качестве примера применения интерактивных компьютерных технологий в энергетическом образовании можно рассмотреть трехмерный (3 Б) компьютерный динамический тренажер [2]. В нем реализован практически весь интерактивный инструментарий для изучения электроэнергетического оборудования, рассмотрения их составных частей и взаимосвязей, а также для активного взаимодействия и обзора всей электроэнергетической установки, причем с возможностью полнофункционального использования облачных технологий 8аа8 (рис. 1).
139
Рис. 1. Виртуальная среда компьютерного динамического тренажера
Такой тренажер (симулятор электроэнергетической установки) может быть установлен на нескольких компьютерах, например, в компьютерном классе, и пользователи-студенты могут одновременно работать в одной виртуальной среде досконально отображающий например, реальную электроподстанцию классов напряжений 110/35/10 кВ. При этом пользователи могут взаимодействовать как друг с другом, так и с самой виртуальной средой, где параллельно визуализации происходит моделирование практически всех явлений природного, пространственного и техногенного характера. Помимо свободных, ничем не ограниченных перемещений и действий с инструментами, средствами защиты и самим электрооборудованием на объекте для находящихся в среде пользователей -студентов может быть запущен обучающий или тестирующий сценарий. Для этого помимо компьютеров пользователей-студентов в системе существует компьютер «Инструктора» (преподавателя), на котором отображаются не только текущая «обстановка» в виртуальной среде, а также отдельные действия всех пользователей -студентов, но и предоставлена возможность запуска сценариев и режимов работы виртуальной электроэнергетической установки для обучения конкретным ремонтным или эксплуатационным опе-
140
рациям на объекте, проверки уровня усвоения учебного модуля или общих для дисциплины знаний у студентов.
Для подробного изучения принципа действия, конструкции и составных элементов любого силового или слаботочного электрооборудования на электроэнергетическом объекте в симуляторе электроэнергетической установки предусмотрена возможность внутрипрограммного запуска параллельной виртуальной среды интерактивного конструктора [2]. В данной среде возможны практически те же действия и сценарии работы, что и в основной среде, но в рамках виртуальной учебной лаборатории (рис. 2).
Рис. 2. Виртуальная среда интерактивного конструктора
В интерактивном конструкторе представлена возможность виртуальной сборки-разборки электрооборудования вплоть «до винтика», просмотр и визуализация внутренних перемещений и взаимодействия составных элементов. Также, как и в симуляторе электроэнергетической установки благодаря внедрению автоматизированной экспертной системы возможна проверка и автоматическое выставление оценок студентам по итогам реализации тестирующих сценариев (заданий) без привлечения преподавателей, тем самым значительно облегчается работа преподавателя и повышается объективность выставляемой компьютером оценки.
141
Таким образом, уже существующие на рынке образовательных услуг в области энергетики решения позволяют значительно повысить вовлеченность современного поколения студентов в процесс обучения, ускорить и меж тем повысить качество усвоения теоретического и практического материала студентами средних и высших учебных заведений. В них реализованы последние достижения в области что позволяет применить на практике то, что еще совсем недавно было или невозможно в принципе, или трудно реализуемо. Например, позволить выйти на реальный, находящийся под высоким напряжением электроэнергетический объект группе студентов для тренировочных переключений или ремонтных операций на действующем оборудовании даже в учебных целях не представляется возможным. В виртуальной среде это сделать можно, причем совершенно безопасно и любые действия не будут чреваты тяжелыми последствиями для энергосистемы, при этом качество и глубина восприятия совершаемых действий и работ на виртуальном объекте близко к тому, как если бы они были совершены в реальности.
Используя такой инструментарий в своей повседневной педагогической деятельности преподаватели смогут достичь большего отклика и активного восприятия новой информации у студентов, значительно повысить их успеваемость и в то же время облегчить свою работу, избавиться от многих рутинных и часто повторяемых операций на своем рабочем месте.
Для успешного применения самых современных технологий преподавателям средних и высших учебных заведений желательно ознакомится или изучить принципы построения компьютерных сетей, а также программные пакеты по моделированию, созданию электронных курсов и управлению базами данных, применяемых на практике как в самих учебных заведениях, так и в промышленности, в проектных и исследовательских институтах. Сделать это не очень сложно вследствие простоты и дружелюбно-
142
сти ознакомительного интерфейса для новичка, имеющего хотя бы базовый уровень знаний о компьютерной технике и традиционно устанавливаемых на них программных пакетах или вследствие организации всесторонней и грамотной техподдержки от фирм-производителей таких программных продуктов.
В перспективе можно спрогнозировать расширение области применения интерактивных компьютерных технологий в специализированном техническом образовании, а также повсеместный их переход в дистанционную форму благодаря преимуществам, которые дают интернет-технологии, прежде всего - из-за их доступности, масштабируемости и отсутствия технических ограничений в их распространении практически во все сферы человеческой жизнедеятельности.
Для учебных заведений среднего и высшего образования внедрение интерактивных и дистанционных технологий позволит существенно повысить их конкурентоспособность, а также удовлетворить значительно ужесточившиеся требования работодателей и государства к качеству и составу образовательных услуг и внедряемых образовательных технологий [3].
Источники
1. Тихобаев А.Г. Интерактивные компьютерные технологии обучения //Вестник Томского государственного педагогического университета. 2012. Выпуск № 8. С. 81 -83.
2. www.sistemotehnika.com - сайт компании «СИСТЕМОТЕХНИКА 3Д»;
3. Бикмухаметов И.Х. Дистанционное обучение как фактор повышения конкурентоспособности вузов [Электронный ресурс]: // Управление экономическими системами. 2010. Выпуск № 4. Режим доступа: http://www.uecs.ru/.
References
1. Tikhobaev A.G. Interaktivnye komp'yuternye tekhnologii obucheniya. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo pedagogicheskogo universiteta. Vypusk No. 8. pp. 81-83, (2012).
2. www.sistemotehnika.com - sait kompanii «SISTEMOTEKhNIKA 3D»;
143
3. Bikmukhametov I.Kh. Distantsionnoe obuchenie kak faktor povysheniya konkuren-tosposobnosti vuzov [Elektronnyi resurs]: Upravlenie ekonomicheskimi sistemami. 2010. Vypusk № 4. Rezhim dostupa: http://www.uecs.ru/.
Information
Lizunov I.N., Gainutdinov M.R., Bikmurzin A.R.
MODERN IT- TECHNOLOGIES IN INDUSTRIAL COLLEGES AND UNIVERSITIES
In the near future we should expect major changes in the requirements for the qualification of the faculty of industrial colleges and universities change requests to educational programs and methods of theoretical, practical and laboratory studies by employers. Particular attention should be paid to remote technology as their obvious advantages, as well as the speed of their spread in the educational environment makes them one of the most promising and promising innovations in education.
Keywords: qualifications of teaching staff, interactive learning technology, e-learning technology, distance learning technologies, SaaS-cloud technology in the educational process, the effect of gamification in the learning process, computer trainers, simulators of power station.
Дата поступления 22.04.2015.
144
