Важнейшей частью учебного процесса в высшем техническом образовании являются лабораторные работы, обеспечивающие приобретение знаний и необходимых компетенций для практической деятельности выпускника. Наиболее сложно организовать выполнение лабораторных работ в режимах удаленного доступа.
В Карагандинском государственном техническом университете на кафедре автоматизации производственных процессов для обучения по образовательным программам «Автоматизация и управление», «Электроэнергетика», «Теплоэнергетика» созданы и внедрены виртуальные лабораторно-практические комплексы (ВЛПК). Каждый комплекс содержит программную часть и методическое обеспечение, включающие теоретические разделы и методические указания по выполнению 5¸15 лабораторных работ в электронном виде, и полностью закрывает дисциплину.
ВЛПК созданы на базе ППП имитационного и схемотехнического моделирования: МatLab, LabVIEW, MultiSim (Electronics WB), MPLAB и др. Для разработки использовались учебные версии указанных программных сред.
Комплексы составляют основу виртуальной лабораторной базы кафедры и используются в образовательном процессе при дневном обучении, а также при реализации дистанционных образовательных технологий. В настоящее время в период эти технологии эффективно применяются для организации учебного процесса в режиме удаленного доступа при дневном обучении.
В весеннем семестре таким образом проводятся лабораторные работы по дисциплинам «Цифровая техника», «Электроника», «Цифровые устройства и микропроцессоры» в группах АиУ-18-4, АиУ-18-5, ЭЭ-18-3, ЭЭ-19-2с, ЭЭ-19-3с, РЭТ-17-3 в период карантина проводились лабораторные занятия на программном обеспечении, установленном каждым студентом у себя на компьютере (МatLab, LabVIEW, MultiSim (Electronics WB), MPLAB, PROTEUS и др.).
В системе UNIVER 2.0 студентам для изучения вышеперечисленных дисциплин выложены необходимые материалы:
- силлабус, где отмечены темы лекций, лабораторных и практических занятий, сроки выполнения заданий по соответствующему виду занятий, баллы за выполненные задания, необходимая литература;
- учебное пособие/методические указания к выполнению лабораторных/практических работ, в которых представлен краткий теоретический материал и сами задания с подробным описанием их выполнения;
- вопросы для подготовки к промежуточному контролю: модулям, экзамену;
- задания на СРСП, СРС, а также и другие материалы.
Согласно расписанию занятий и графика выполнения заданий:
- Студент выполняет последовательно методические указания по лабораторной работе. В методических указаниях указано: какие процедуры необходимо выполнить и из каких разделов должен состоять отчет.
- В случае возникновения вопросов студент в ИС УНИВЕР направляет их преподавателю.
- Для ответа на вопросы преподаватель также использует ИС УНИВЕР.
- Для общения также использует электронную почту.
- Студент формирует отчет (документ Word или PDF) по правилам КарГТУ.
- Посредством ИС Универ студент отправляет преподавателю отчет. Для объективной оценки лабораторных работ преподаватель проверяет, как работает сама программа (в которой были сделаны схемы), а студент присылает на проверку видео и файлы, выполненные в соответствующей программе на e-mail преподавателю.
- Для защиты лабораторных работ используются инструменты ИС УНИВЕР.
- Преподаватель оценивает знания студента и заполняет журнал посещения в ИС УНИВЕР.
Ниже представлены подтверждающие материалы проведенных занятий. Так, студент гр. АиУ-18-5 Тен В. представил отчет через ИС UNIVER 2.0.
Студентка гр. АиУ-18-4 Абжанова А. записала видеофайл с рабочей схемой отправила на почту, а отчет в WORD прикрепила в ИС UNIVER 2.0.
Студент гр.РЭТ-17-3 Данько И. на почту отправил схему, выполненную в программе Протеус.
Выполнение лабораторных и практических работ по дисциплине «Прикладное программное обеспечение систем управления» в дистанционном режиме в учебных группах АиУ 17-3 и АИУ 18с происходит по аналогичной, но несколько отличающейся в плане защит технологии:
- Студентам во время проведений лекций в системе ZOOM объясняется учебный материал, необходимый для выполнения лабораторных и практических работ. Весь лекционный материал представлен в виде презентаций (рисунок 1).
- В системе UNIVER, по почте и Whatts APP, студенту предоставляются все презентации лекционного курса, в которых прописаны так же ссылки на дополнительную литературу и выдается задание на лабораторные работы. Кроме того, весь лекционный и практический материал приведен в трех электронных пособиях на сайте КарГТУ.
- Для выполнения лабораторных и практических работ студентами используются ППП для создания систем управления технологических процессов, свободно распространяемый пакет CoDeSys, Step 7, WinCC. Часть установочных пакетов выложена для свободного скачивания на GOOGLE диск (рисунок 2).
- При возникновении вопросов, проводится плановые (во время практических и лабораторных занятий согласно расписанию) и внеплановые (индивидуальные) консультации в системе ZOOM, где студенты имеют возможность в индивидуальном порядке продемонстрировать свой экран компьютера и получить консультации по вопросам работы в специализированном ПО и индивидуальным заданиям.
- Далее в систему UNIVER и на почту студенты высылают лабораторные работы и программы систем управления (Рисунки 3-5).
- Защита работ происходит в системе ZOOM в режиме онлайн, с демонстрацией студеном созданной системы управления удалено со своего компьютера и ответами на вопросы.
Рисунок 1 – Ресурсы системы UNIVER
Рисунок 2 – ПО
Рисунок 3 – Письма с отчетами по лабораторным работам
Таким образом, реализуются комбинированные on-line и off-line технологии выполнения лабораторных работ в удаленном доступе.
Следует отметить, что процесс создания учебно-методического обеспечения для удаленного доступа по лабораторным работам для технических специальностей вузов — это серьезная научно-техническая задача, требующая системной работы и привлечения различных ресурсов.
И.В. Брейдо — Зав кафедрой АПП, д.т.н., профессор