Разработка материалов для электронного учебно-методического комплекса по дисциплине "Теплогенерирующие установки"

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Актуальность. Дистанционное обучение на базе интернет-технологий считается прогрессивной формой профессионального образования, нацеленного на личные требования обучаемых и их квалификацию, а так же дает вероятность обучаемым постоянно увеличивать собственный профессиональный уровень с учетом личных требований. В процессе изучения обучающийся высшего учебного заведения без посторонней помощи осваивает учебные материалы, проходит тестирования. В связи с этим каждая система дистанционного обучения должна быть наполнена качественным электронным учебно-методическим комплексом с наглядными образовательными ресурсами. Благодаря созданию и внедрению в учебный процесс ЭУМКД повышается эффективность учебной деятельности.

Целью магистерской диссертации является разработка материалов для электронного учебно-методического комплекса по дисциплине «Теплогенерирующие установки». Для ее достижения следует решить следующие задачи:

1. Провести сравнительный анализ существующих систем дистанционного образования, выявить наиболее эффективные системы для внедрения электронного учебно-методического комплекса.

2. Разработать материалы для учебного наглядного пособия по дисциплине «Теплогенерирующие установки».

3. Разработать эталонные типовые решения для курсового проектирования на тему «Проектирование автоматизированной газовой котельной».

4. Разработать рекомендации по расчету и подбору основного и вспомогательного оборудования.

5. Разработать контрольно-измерительные материалы по темам дисциплины «Теплогенерирующие материалы».

6. Разработать рекомендации по определению мощностных и габаритных характеристик современных паровых и водогрейных котельных.

7. Провести апробацию в реальном учебном процессе всех разработанных материалов и определить результативность их внедрения в учебный процесс.

Объект исследования - повышение учебной эффективности при создании электронных образовательных ресурсов.

Предмет исследования - электронный учебно-методический комплекс по дисциплине «Теплогенерирующие установки».

В ходе исследования использовались следующие методы:

· теоретические: изучение и анализ педагогической, учебно-методической литературы, нормативно-правовых документов;

· практические: разработка и применение электронных образовательных ресурсов, тестирование, сбор данных, обработка статистических данных и интерпретация результатов.

Исследование и разработка велись с 2016 по 2018 гг. в три этапа.

На первом этапе определялась актуальность темы исследования, прорабатывалась литература по теме, определялись цели, задачи, объект и методы исследования.

Второй этап - методический. Здесь разрабатывались электронные ресурсы, входящие в электронный учебно-методический комплекс по дисциплине «Теплогенерирующие установки».

На третьем этапе осуществлялся эксперимент. Проводилась апробация разработанных электронных образовательных ресурсов, обрабатывались результаты экспериментов, обобщались итоги проведенной работы.

Научная новизна: создан полноценный электронный учебно-методический комплекс по дисциплине «Теплогенерирующие установки», содержащий все требуемые электронные образовательные ресурсы.

Практическая значимость: разработанные материалы могут быть использованы при обучении теплоэнергетической направленности во всех вузах, а так же в проектных организациях.

Апробация. Разработанный ЭУМКД был внедрен в учебный процесс для повышения качества образования обучающихся кафедры «Теплогазоснабжение и вентиляция».

1. Актуальное состояние проблемы исследования методики учебного проектирования и сопровождающего его учебно-образовательного комплекса

учебный электронный водогрейный мощностной

1.1 Актуальность исследования с учетом действующих законодательных актов

Электронное образование признается одним из основных элементов процесса модернизации мировой системы образования и стремится к преодолению технологических, нормативных и организационных барьеров на пути к обеспечению высоких стандартов качества обучения, комфортной среды получения знаний.

Уровень развития дистанционного обучения за рубежом гораздо выше, чем в России. Активному развитию дистанционного обучения мешает ряд факторов, тормозящих этот процесс. Главным таким препятствием является неразработанная законодательная база, которая является основой для развития дистанционного обучения [1]. То есть сейчас отсутствует единое содержание профессионально-образовательных программ для высшего образования, стандартизация технологий обучения, инструментов регулирования и контроля. Тем не менее, в законодательных актах существуют пункты, которые говорят о необходимости развития дистанционного обучения в настоящее время.

В соответствии с Федеральным законом от 29.12.2012 № 273-ФЗ (ред. от 03.07.2016, с изм. от 19.12.2016) "Об образовании в Российской Федерации" (с изм. и доп., вступ. в силу с 01.01.2017) при реализации образовательных программ с применением исключительно электронного обучения, дистанционных образовательных технологий в организации, осуществляющей образовательную деятельность, должны быть созданы условия для функционирования электронной информационно-образовательной среды, включающей в себя электронные информационные ресурсы, электронные образовательные ресурсы, совокупность информационных технологий, телекоммуникационных технологий, соответствующих технологических средств и обеспечивающей освоение обучающимися образовательных программ в полном объеме независимо от места нахождения обучающихся. В организациях, осуществляющих образовательную деятельность, в целях обеспечения реализации образовательных программ формируются библиотеки, в том числе цифровые (электронные) библиотеки, обеспечивающие доступ к профессиональным базам данных, информационным справочным и поисковым системам, а также иным информационным ресурсам. Библиотечный фонд должен быть укомплектован печатными и (или) электронными учебными изданиями (включая учебники и учебные пособия), методическими и периодическими изданиями по всем входящим в реализуемые основные образовательные программы учебным предметам, курсам, дисциплинам (модулям) [2].

В качестве стратегической цели государственной политики в области образования в концепции долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020 года, утвержденной распоряжением Правительства Российской Федерации от 17 ноября 2008 года № 1662-р, определяется повышение доступности качественного образования, соответствующего требованиям развития экономики, современным потребностям общества и каждого гражданина [3]. Региональная система образования в соответствии со стратегией развития образования Вологодской области, которая представлена в постановлении от 3 марта 2009 года №398 о Стратегии развития образования в Вологодской области до 2020 года [4]. Решаются следующие:

· повышение доступности качественного образования;

· кадровое обеспечение приоритетных направлений социально-экономического развития Вологодской области (главная задача совершенствования технологий педагогического образования и повышения квалификации, а это в первую очередь дистанционное обучение);

· развитие информационной прозрачности и открытости системы образования области;

· совершенствование экономических механизмов в сфере образования;

· создание качественных условий воспитания и обучения детей-сирот и детей, оставшихся без попечения родителей, способствующих их успешной интеграции в общество (большинство таких детей обучается дома, дистанционное образование улучшит качество их обучения).

Помимо Федерального закона №273 и Стратегии развития образования Вологодской области, Устав Вологодского государственного университета так же показывает необходимость использования в высшем учебном заведении образовательных ресурсов и базы данных. Согласно приложению Приказа министерства образования и науки Российской федерации от 19.08.2015 №870 «О федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Вологодский государственный университет» одной из целей деятельности университета является информационное обеспечение структурных подразделений университета, работников и обучающихся университета, создание, развитие и применение информационных сетей, баз данных, программ [5].

Стратегическая программа развития федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Вологодский государственный университет» на 2014 - 2018 годы ставит задачу комплексной модернизации образовательной системы университета на основе учета требований предприятий и рынка труда региона. Одним из решений этой задачи является развитие современных форм обучения, соответствующих задачам предприятий и потребностям рынка труда. А это, в первую очередь, внедрение дистанционных технологий в систему подготовки бакалавров и специалистов во все формы обучения.

Таким образом, мы видим, что развитие дистанционного обучения актуально на всех уровнях развития образования в мире:

- мировой уровень: страны Европы, Америка, Россия, Япония и т.д.;

- всероссийский уровень: Федеральный закон №273;

- региональный уровень: стратегия развития образования Вологодской области;

- университетский уровень: Устав Вологодского государственного университета, Стратегическая программа развития федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Вологодский государственный университет» на 2014 - 2018 годы.

1.2 Краткая историческая справка развития дистанционного обучения

В настоящее время открытое образование является одним из перспективных направлений в деятельности. Под открытым образованием в первую очередь понимается дистанционное обучение. Для организации дистанционного обучения многие образовательные учреждения создают свои учебные платформы. Они представляют собой ресурсы, в которые входят учебные материалы, задания для самостоятельного выполнения, тесты для самопроверки и материалы. Все это стало возможно благодаря развитию информационных технологий. Но дистанционное обучение не всегда находилось на высоком технологическом уровне.

Развитие дистанционного образования за рубежом.

Отправной точкой развития дистанционного образования можно считать 19 века. Основоположником дистанционного обучения считается Исаак Питман. В 1840 году он обучал студентов стенографии в Королевстве. Все происходило при отправки писем по почте. Именно этот год считается годом создания первого образовательного курса для дистанционного обучения. В 1836 году в Королевстве был основан Лондонский Университет. Он позволял студентам из других городов сдавать экзамены, при условии, что они учились в высших учебных заведениях. Это направление оказалось востребованным и обрело популярность. Поэтому в 1858 году возможность сдавать экзамены была предоставлена студентам из других стран. Этот опыт обучения стали перенимать другие учебные заведения. Стали создаваться колледжи, которые осуществляли обучение по почте, в с университетов. В 1850 году в Густав Лангеншайд опубликовал так называемые «обучающие письма», которые позволяли учить язык всем желающим.

В Америке так же предпринимались первые шаги в дистанционного обучения. В 1873 году Анна Элиот Тикнор начала разработку системы обучения для женщин, которая осуществлялась с почтовых отправлений. Уже в 1982 году в Чикаго было создано первое отделение дистанционного обучения. В нескольких лет преподавание по почте появилось еще в учебных заведениях в штатах. Примерно в же время, в 1911 году, стали появляться курсы дистанционного обучения в. Так же материалы дополнялись аудио и. Этот этап относят к 1969 году, когда в появился Открытый университет [6]. Третий этап связан с развитием информационных технологий. Сюда относится работа с почтой, возможность использования телеконференций, работа с интернетом.

В нашей стране дистанционное обучение стало развиваться в 1917 году, после революции. В Союзе появилась система образования, которая основывалась на консультациях. Эта модель подразумевала заочное обучение, когда преподаватель и не видели друг друга. В 60е годы в было открыто 11 заочных университетов, а же факультеты заочного образования.

В 90е годы прошлого века в стране были определенные этапы в дистанционного обучения. Так, в 1993 году в был открыт филиал ЕШКО. Эта программа позволяла удаленно изучать английский язык с кассет. По итогам прохождения курса выдавался сертификат. Следующим этапом развития дистанционного образования стало подписание меморандума с. Это предполагало более серьезную систему образования и фундамент для рассматриваемой сферы. Был открыт МТИ ВТУ. Этот институт предлагал образование по различным дистанционным программам. В 2000 году он получил аккредитацию и активно развиваться. Институт выдает дипломы государственного образца. В 2004 году множество проектов в обучении принесли свои плоды и намечаться новые перспективы. В 2005 году дистанционное обучение практиковалось не только в заведениях, но и сфере подготовки персонала крупных компаний. Например, такие компании, как «Российские железные дороги», «СеверСталь», «Норильский никель» и другие активно использовали возможности дистанционного обучения. В 2005 году Россия смогла выйти на международный уровень в программ дистанционного образования. Именно тогда международная ассоциация ADL -- Advanced Distributed Learning сделала официальное заявление о, что закончены испытания Российской системы дистанционного обучения. Было признано соответствие системы Redclass международному стандарту SCROM Таким образом, эта система стала первой, признанной на международном уровне. Указанный стандарт поддерживается всеми ведущими производителями систем дистанционного обучения. На последующем протяжении дистанционное образование активно развивалось и настоящее время стало неотъемлемой частью образовательных программ в учебных заведений. В стране разработано много образовательных систем, которые работают в с стандартами. В, большую популярность обрели учебные порталы, видеоконференции, тестирование через Интернет. В целом по стране около 40 % ВУЗов предоставляют возможности дистанционного обучения.

Теплоэнергетика в дистанционном образовании.

В время проблема рационального использования тепловой энергии в и хозяйстве приобретает особое значение для национальной экономики. Для ее необходима подготовка высококвалифицированных специалистов, реализующих комплексный подход, позволяющий оптимизировать потребление топливно-энергетических ресурсов. Поэтому специальность «Теплоэнергетика и теплотехника» является одной из востребованных направлений обучения.

В связи с этим с каждым годом увеличивается количество институтов, которые дистанционно обучают специалистов и бакалавров по направлению «Теплоэнергетика». Так же предоставляются курсы по повышению квалификации, профессиональная переподготовка по программе «Теплоэнергетика» (дополнительное образование для специалистов, позволяющее за короткий срок дистанционно получить новую профессию). Но многие электронные ресурсы по специальности «Теплоэнергетика» находятся в закрытом доступе. В открытом доступе все материалы можно получить лишь после оплаты курса.

Так же необходимые материалы можно найти в электронных библиотеках ВУЗов, но при этом возникают сложности. Чтобы попасть в электронную библиотеку любого университета, необходимо иметь логин и пароль, а у простого пользователя такая информация отсутствует.

В выпускной квалификационной работе рассматривается дисциплина «Теплогенерирующие установки». Был проведен обзор существующих учебников, учебно-методических пособий и мультимедийных ресурсов (презентаций, ЭУМКД) по этому предмету, который выявил.

Основной проблемой является отсутствие качественного ЭОР, в котором была бы собрана краткая визуальная информация по системам теплоснабжения и, в частности, по источникам теплоснабжения. Именно от качества разрабатываемых учебных, учебно-методических и информационно-справочных материалов ЭОР, в конечном итоге, зависит эффективность обучения на этапе их применения, особенно в системе дистанционного обучения и открытого образования [7]. Проблеме качества подготовки материалов для ЭОР посвящено ряд публикаций, например [8] и [9].

Другая проблема заключается в том, что большинство учебников содержат сложную для восприятия информацию, а также малоинформативный иллюстрационный материал.

Проанализированный мультимедийный материал по дисциплине «Теплогенерирующие установки», доступный в открытых для поиска источниках, представлен в довольно ограниченной форме, которая мало информативна и интересна обучаемым. Он содержит много информации, которую трудно понять и запомнить при воспроизведении во время преподавания того или иного раздела дисциплины. Говорится не о том, что материал, изложенный в учебниках и учебных пособиях, неприменим, а о том, что он является необходимым при самостоятельной подготовке обучаемых. Однако для визуального восприятия и быстрого запоминания требуется именно конспектная форма подачи материала.

Обзор существующих электронных материалов показал, что есть необходимость разрабатывать качественный электронный образовательный ресурс, входящий в программу преподавания дисциплины «Теплогенерирующие установки».

1.3 Перспективы и развития дистанционного образования

Дистанционное обучение можно оценить с двух направлений: с одной стороны - это довольно простая и удобная форма обучения, позволяющая получить образование, если по каким-то причинам традиционное обучения является недоступным, с другой стороны - отсутствие реального общения между учеником и педагогом, то есть не хватает индивидуального подхода к обучению и воспитанию. А если рядом не присутствует учитель, который обычно довольно эмоционально окрашивает знания и способствует восприятию материала, это значительный минус. Современное представление о дистанционном обучении основывается, в первую очередь, на информационных и телекоммуникационных технологиях и технических средствах, что доступно не каждому. В целом, в городах нашей страны дистанционное обучение стало довольно популярно и охотно занимаются по этой схеме.

Перспективы развития дистанционного образования:

1. Развитие методологии и разработка организационно-технологических основ реализации программ ВПО и ДПО в электронной среде обучения, формирование стандарта на состав электронных учебно-методических комплексов, а также создание системы оценки качества ЭУМК и электронного обучения в целом.

2. Совершенствование программного обеспечения и режима работы электронной среды обучения.

3. Обучение профессорско-преподавательского состава приемам эффективной работы в электронной среде обучения.

4. Переструктуризация всего учебного процесса, которая бы включала в себя: разработку специального учебного плана, учитывающего специфику электронного обучения; разработку нормативно-регламентирующих документов внутри университета, описывающих технологию электронного обучения, включая методику проведения коммуникативных процедур, дистанционных семинаров и пр.

1.4 Сравнительная характеристика систем дистанционного образования

Существует много различных платформ открытого образования, как в России, так и за рубежом. Мы рассмотрим самые популярные: WebTutor [http://www.websoft.ru/], "Прометей" [http://www.prometeus.ru], "ДОЦЕНТ" [http://www.uniar.ru], eLearning Server [http://www.learnware.ru], RedClass [http://www.redcenter.ru], Competentum.Magister [http://competentum.ru], Moodle [http://moodle.org/].

Программный комплекс WebTutor состоит из модулей, каждый из которых обладает своей функциональностью. Среди основных задач, решаемых системой, можно выделить формирование модульных учебных программ, управление процессом обучения, анализ результатов обучения, ведение отчетности, форумы, чат, блоги, работа с учебными группами, контроль сроков начала и завершения курсов, а также учебного процесса.

Система «Прометей» имеет модульную архитектуру. Система содержит 10 видов тестов, предоставляет возможность использования графики и мультимедиа в тестах, а также объединения нескольких систем в единую образовательную среду. В системе присутствуют календарные планы изучения курсов. К курсу может быть прикреплено любое число электронных книг. В системе фиксируется история взаимодействия со слушателем, заполняемая организатором.

LMS eLearning Server позволяет создать собственный учебный центр в сервисы которого входит: регистрация преподавателей, курсов и обучаемых в электронном деканате; формирование материалов курса, учебного плана, расписания занятий; проведение on-line лекций, семинаров, зачетов, тестирования, тренингов; осуществление общения обучаемых и преподавателей, посредством конференций, чатов, досок объявлений, а также создание библиотек и ведение статистики.

В состав ДОЦЕНТа входит автоматизированная система дистанционного обучения, переподготовки и тестирования слушателей; инструментальные средства создания обучающих и контролирующих программ; графическая оболочка для создания и генерации индивидуальных тестов заданной сложности; средства поддержки централизованной базы данных учебного центра для ведения учета и статистики, ведения разнообразных форм отчетности. Все слушатели учебной группы изучают одни и те же учебные курсы. Количество слушателей в учебной группе не ограничивается.

Система Competentum.Magister включает средства подготовки мультимедийных учебных материалов, планирования и контроля процесса обучения, развитый механизм анализа показателей. Система имеет модульную структуру и предоставляет возможности календарного планирования учебного процесса; управления созданием, доставкой учащимся и воспроизведением учебных материалов; анализа эффективности и результативности учебного процесса; создания информационных банков данных и знаний учебного заведения.

Moodle - это среда дистанционного обучения, которая распространяется в открытых исходных кодах. Система имеет модульную архитектуру, возможности Moodle могут расширяться сторонними разработчиками. Moodle позволяет подключать также следующие типы модулей: элементы курса, отчеты администратора, типы заданий, плагины аутентификации, форматы курсов, отчеты по курсам, плагины подписки на курсы, фильтры, отчеты по оценкам, форматы экспорта\импорта оценок, типы вопросов в тестах, отчеты по тестам, хранилища файлов, типы ресурсов, плагины поиска. В системе Moodle существует 3 типа форматов курсов: форум, структура (учебные модули без привязки к календарю), календарь (учебные модули с привязкой к календарю). Курс может содержать произвольное количество ресурсов (веб-страницы, книги, ссылки на файлы, каталоги) и произвольное количество интерактивных элементов курса (анкеты, глоссарий, задания, опрос, пояснение, тесты, лекция) [10].

В результате обзора платформ открытого образования была сформирована сравнительная таблица 1.1.

Таблица 1.1 - Сравнительная таблица платформ открытого образования

Система	Доцент	WebTutor	Прометей	Competentum.Magister	eLearning Server	REDCLASS	Moodle
Общие сведения
Наличие модулей	администратора, куратора, преподавателя, слушателя	администратор, слушатель, остальные модули дополнительно покупаются и интегрируются	администратор, слушатель, тьютор (разработчик индивидуальных программ)	администратор, слушатель, тьютор	студенты, преподаватели, учебная администрация, техническая администрация	менеджер, администратор, пользователь	администратор, слушатель, преподаватель
1. Самостоятельная регистрация слушателей через сайт СДО	-	-	+	-	+	+	+
2. Регистрация слушателей в системе администратором	+	+	+	+	-	+	+
3. Наличие журнала посещений пользователей системы	-	+	+	+	+	+	+
4. Контроль пользователей системы	+	+	+	+	+	+	+
5. Управление документооборотом в системе	-	-	+	-	-	-	-
6. Управление данными по курсам (наличие групп, стоимость обучения, продолжительность, график обучения и т.п.)	-	-	+	-	+	+	+
7.Контроль графика обучения	+	+	+	+	+	+	+
8.Формирование отчетов	+	+	+	+	+	+	+
9.Редактирование контента сайта	-	+	+	-	-	+	-
10.Управление помощью и подсказками пользователей	-	-	-	-	-	-	-
11.Возможность просмотра расписания контрольных заданий	-	+	+	+	+	+	-
12.Электронный портфель слушателя	-	-	-	+	+	-	+
13.Зачетная книжка у слушателя	-	+	+	-	+	+	-
Общение внутри СДО
14.Наличие форума	+	+	+	+	+	+	+
15.Общение on-line (чат)	+	+	+	+	+	+	+
16.Классная доска	+	+	+	-	+	-	-
17.Общение со студентами по e-mail	-	+	+	+	+	+	+
18.Интернет-конференции	+	-	-	+	+	-	+
Тестирование
19.Поддержка 10 типов вопросов	+	+	+	+	+	-	+
20.Интеграция в тесты графических элементов	+	+	+	+	+	+	+
21.Ограничения времени сдачи контрольных заданий	+	+	+	+	+	+	+
22.Доступ к результатам тестирования	-	+	+	+	+	+	+
23. Автоматическая настройка сложности тестовых вопросов в зависимости от правильности ответов тестируемого	-	-	-	-	-	-	-
Средства разработки курсов
24.Разработка лекций без знания языков программирования, тестов, контрольных заданий	+	+	+	+	+	+	+
25.Возможность копирования, печати лекционного материала	-	-	-	+	+	+	-
Технологические возможности системы
26.Количество обучающихся пользователей	не ограничено	не ограничено	не ограничено	не ограничено	не ограничено	не ограничено	не ограничено
27.Телефонная техническая поддержка и консультации по работе с системой	-	+	-	+	+	+	-
28.Изменение базового дизайна системы	-	-	+	+	-	+	+
29.Межвузовская система - поддержка работы разных вузов. Поддержка нескольких филиалов, институтов, факультетов в составе вуза	+	-	+	-	+	+	-
Процент функциональности	48% (14 из 29)	66% (19 из 29)	79% (23 из 29)	69% (20 из 29)	79% (23 из 29)	76% (22 из 29)	66% (19 из 29)

Сравнительная характеристика проведена для 7 зарубежных и российских систем дистанционного обучения (СДО) по 29 критериям. Все критерии разделены на несколько модулей: общие сведения, общение внутри системы дистанционного обучения, тестирование, средства разработки курсов, технологические возможности системы. Критерии оцениваются по принципу «+» или «-», что означает наличие или отсутствие.

Из таблицы можно выделить блок параметров, которые имеются у всех СДО. Это такие критерии, как контроль пользователей системы, контроль графика обучения, формирование отчетов, наличие форума, наличие общения on-line, интеграция в тесты графических элементов, ограничение времени сдачи контрольных заданий и разработка лекций без знания языков программирования.

Так же выделяется блок параметров, которые отсутствуют у всех платформ открытого образования. Это управление помощью и подсказками пользователей, автоматическая настройка сложности тестовых вопросов в зависимости от правильности ответов тестируемого.

Остальные характеристики присутствуют не во всех СДО. Самостоятельно зарегистрироваться через сайт возможно только в четырех платформах «Прометей», «eLearning Server», «REDCLASS», «Moodle». В остальных необходима помощь сторонних лиц.

Регистрация слушателей администратором невозможна в «eLearning Server», остальные позволяют это сделать без труда.

Журнал посещений пользователей существует во всех СДО, кроме платформы «Доцент».

Все рассмотренные платформы не позволяют управлять документооборотом, за исключением системы «Прометей».

Управление данными по курсам (наличие групп, стоимость обучения, продолжительность, график обучения и т.д.) существует у «Прометей», «eLearning Server», «REDCLASS», «Moodle». «Доцент», «WebTutor», «Competentum.Magister» не дают такой возможности.

Редактирование контента сайта возможно у таких СДО, как «WebTutor», «Прометей», «REDCLASS», остальные не позволяют выполнять такую работу в любом модуле.

Просмотр расписания контрольных заданий не осуществляется лишь в системе «Доцент» и «Moodle». Иметь электронный портфель могут пользователи «Competentum.Magister», «eLearning Server», «Moodle». Зачетная книжка отсутствует у СДО «Доцент», «Competentum.Magister», «Moodle».

Общение со студентами по e-mail возможно во всех платформах, кроме платформы «Доцент». Интернет-конференции существуют у таких СДО, как «Доцент», «Competentum.Magister», «eLearning Server», «Moodle».

Доступ к результатам тестирования предоставляют во всех рассматриваемых платформах, за исключением платформы «Доцент». Возможностью копирования и печати лекционного материала отличаются три СДО, это «Competentum.Magister», «eLearning Server», «REDCLASS», в остальных материал доступен для чтения в on-line режиме.

Телефонную техническую поддержку и консультации по работе с системой можно получить лишь в четырех системах («WebTutor», «Competentum.Magister», «eLearning Server», «REDCLASS»), в остальных пользователю нужно самостоятельно разбираться, что осложняет работу.

Изменение базового дизайна не является определяющей характеристикой, но так же влияет на выбор системы дистанционного обучения пользователем. Эта функция доступна у систем «Прометей», «Competentum.Magister», «REDCLASS», «Moodle».

СДО «Доцент», «Прометей», «eLearning Server», «REDCLASS» поддерживают работу разных вузов, а так же нескольких филиалов, институтов, факультетов в составе вуза. У всех систем дистанционного обучения нет ограничений по количеству обучающихся пользователей.

В результате анализа было выяснено, что коммерческие системы дистанционного обучения «Прометей» и «eLearning Server» - лучшие варианты внедрения дистанционного обучения в учебных заведениях, корпорациях и для внутреннего обучения сотрудников. Из некоммерческих систем наибольшей популярностью пользуется СДО «Moodle».

Информационно-образовательная среда дистанционного обучения должна предоставлять возможность использования формализованных и открытых дистанционных технологий обучения, а также обеспечивать открытый доступ к распределенным учебно-методическим, интеллектуальным, информационным и материально-техническим ресурсам системы образования. Для этого любая система дистанционного обучения должна быть оснащена полноценным электронным учебно-методическим комплексом по всем дисциплинам, преподаваемым в системе. Каждый электронный учебно-методический комплекс по дисциплине состоит из электронных образовательных ресурсов, большинство из которых должны обязательно входить в состав ЭУМКД. Это такие образовательные ресурсы как:

· учебная программа по дисциплине;

· учебное наглядное пособие;

· учебные пакеты прикладных программ;

· система контроля знаний.

2. Разработка материалов для электронного учебно-методического комплекса по дисциплине «Теплогенерирующие установки»

2.1 Актуальность разработки ЭУМКД

Для развития системы очного и дистанционного образования учебный процесс должен быть обеспечен полноценным учебно-методическим комплексом. В настоящее время наряду с традиционными печатными изданиями широко используются электронные учебные и учебно-методические пособия. Одним из приоритетных направлений в области информационно-коммуникационных технологий ВоГУ является формирование комплекса дистанционных курсов по всем преподаваемым дисциплинам и создание условий для организации дистанционного обучения российского и иностранного контингента обучаемых, выполняя показатели эффективности высшего учебного заведения. В связи с этим создание электронного образовательного ресурса (далее - ЭОР) по курсу дисциплины «Теплогенерирующие установки» актуально и востребовано. Курс дисциплины преподается на кафедре теплогазоснабжения и вентиляции на 4 курсе бакалавриата очной формы обучения, а также на 3 курсе заочной ускоренной форме обучения. Кроме того, аналогичный дистанционный курс входит в программу обучения Межрегионального центра повышения квалификации и переобучения кадров ВоГУ. Разрабатываемый ЭОР, во-первых, позволит повысить качество получения информации по дисциплине, так как увидеть и исследовать в интерактивном режиме объекты, явления, процессы намного эффективнее, чем изучать их текстовое описания. Во-вторых, использование различных информационных сред (графика, текст, видео, фотография, анимация, звуковые эффекты) позволит обеспечить представление материала в более наглядной форме, а гипертекст поможет быстро находить необходимую информацию [11].

2.2 Состав электронного учебно-методического комплекса дисциплины

Согласно ГОСТ Р 53620-2009, электронный учебно-методический комплекс - это структурированная совокупность электронных образовательных ресурсов, содержащих взаимосвязанный образовательный контент и предназначенных для совместного применения в образовательном процессе [14]. Структура ЭУМК и входящих в его состав функциональных элементов (электронные образовательные ресурсы) должны соответствовать их назначению в образовательном процессе и специфике уровней образования и изучаемых дисциплин. Типовая структура ЭУМК для обеспечения изучения дисциплин образовательной программы высшего профессионального образования может включать следующие основные системные элементы:

· учебная программа по изучаемой дисциплине;

· электронное учебное наглядное пособие;

· лабораторный практикум удаленного доступа;

· учебные пакеты прикладных программ;

· система контроля знаний.

Так же в полноценном ЭУМКД должны присутствовать такие элементы, как:

· методические рекомендации;

· справочные материалы;

· наглядные материалы (например, презентации).

При разработке ЭУМК по дисциплине «Теплогенерирующие установки» была определена целевая аудитория, поставлены цель и задачи, разработана структура.

В данном случае, целевой аудиторией являются студенты 4 курса кафедры «Теплогазоснабжение и вентиляция» Вологодского государственного университета, а так же студенты других вузов. Цель - способствование процессу самостоятельного обучения и личностному росту в профессионально значимых направлениях. Задачами являются: формирование навыков самостоятельной работы; знание нормативной базы, принципов проектирования котельных, общих теоретических аспектов по дисциплине; контроль освоения теоретических и практических знаний. Структура ЭУМКД «Теплогенерирующие установки» показана на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 - Структура ЭУМКД «Теплогенерирующие установки»

2.3 Разработка учебно-методических материалов

Разработка материалов для учебного наглядного пособия

Учебное наглядное пособие - это учебное изоиздание, основной материал которого составляют изображения, наглядно представляющие содержание какой-либо учебной дисциплины и помогающие ее осваивать [12].

По дисциплине «Теплогенерирующие установки» на кафедре «Теплогазоснабжения и вентилиции» в Вологодском государственном университете преподавателю необходимо выдать большое количество лекционного материала за малое количество часов. Лекционный материал читается в устной форме без каких-либо наглядных материалов. Перед преподавателем всегда стоит задача за короткий срок выдать материал так, чтобы каждый студент мог понять дисциплину и освоить ее на должном уровне. Такую задачу возможно решить с помощью учебного наглядного пособия к лекционному материалу, которое обеспечит быстрое и качественное усвоения программы.

В связи с этим в программе Microsoft office PowerPoint было разработано наглядное пособие, состоящее из 40 слайдов с достаточным объемом иллюстративного материала. Весь лекционный материал разделен на 7 тем. Фрагмент пособия показан на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 - Фрагмент пособия

По каждой теме создано несколько слайдов, вся информация дана кратко, лаконично и наглядно. Учебное пособие оснащено современными наглядными материалами в соответствии с содержанием, оснащено достаточным наглядно-иллюстративным материалом: таблицами, фотографиями, схемами, иллюстрациями и т.д. Пример представления лекционного материала по теме «Общие сведения о котельных установках» показан на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 - Пример представления лекций по теме «Общие сведения о котельных установках»

Пример представления лекционного материала по теме «Топливо» показан на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 - Пример представления лекций по теме «Топливо»

Учебное пособие содержит систематическое и последовательное изложение учебного материала по учебному предмету и полностью соответствуют содержанию и структуре программы учебного предмета «Теплогенерирующие установки».

Все результаты разработки были апробированы в режиме реального времени учебного процесса для 4 курса, обучающегося на кафедре «Теплогазоснабжения и вентиляции» Вологодского государственного университета. Апробация проводилась в течение периода с сентября по декабрь 2017 года, которая показала, что в сравнении с предыдущими годами материал усваивался студентами на 30% легче и быстрее. Благодаря наглядности появилось лучшее представление о предмете, о конкретных установках и их работе.

Разработка эталонных типовых решений проектирования.

По итогам изучения дисциплины «Теплогенерирующие установки» обучающимся необходимо выполнить курсовое проектирование на тему: «Проектирование автоматизированной газовой котельной». Существующие рекомендации не дают в полной мере представление о результатах проектирования. Так же при самостоятельном выполнении работы возникают определенные сложности.

Для повышения эффективности самостоятельного проектирования автоматизированной газовой котельной, подбора необходимого оборудования в диссертации разработаны два эталонных типовых решений курсового проектирования.

Задание на курсовое проектирование имеет свои особенности. Все параметры, выдаваемые обучающимся, различны. Задаются следующие характеристики: проектируемый район, вид застройки (жилая, административная, промышленная), нагрузки на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, схема тепловой сети (двухтрубная, четырехтрубная), схема присоединения системы отопления к тепловой сети, температурный график, водяной объем тепловой сети, высота самого удаленного здания и расстояние до него, а так же газовое месторождение.

Разработан типовой формат пояснительной записки по курсовому проектированию, в том числе стиль оформления, приближенный к реальным проектам, основные главы и пункты, таблицы и необходимые выводы. Образец листа пояснительной записки показан на рисунке 2.5.

Рисунок 2.5 - Образец листа пояснительной записки

В состав пояснительной записки входят следующие чертежи: температурный график отпуска тепловой энергии потребителю, график переключения работы котлоагрегатов, пьезометрический график, тепловая схема котельной, система удаления дымовых газов, компоновочный план размещения оборудования в котельной. Все чертежи выполняются на формате А4 (297х310см). Пример чертежа представлен на рисунке 2.6.

Рисунок 2.6 - Пример представления графического материала

Все разработанные материалы по курсовому проектированию в комплексе апробированы в период с сентября по декабрь 2017 года. Апробация дала положительный результат, повысилось качество усвоения материала.

Рекомендации по расчету основного и вспомогательного оборудования.

При выполнении курсового проектирования по дисциплине «Теплогенерирующие установки» возникает необходимость работы с программами по подбору основного и вспомогательного оборудования. Самостоятельно разобраться, как работать в таких программах, студентам сложно. Для упрощения процесса, разработаны рекомендации по расчету и подбору оборудования в программах «Ридан», «Wilo-Select», а так же сбору системы удаления дымовых газов по каталогу «DW-ALKON RAAB».

В инструкциях по работе с ПО даны электронные ссылки на программное обеспечение. Так же подробно описан подбор оборудования: какие необходимы вкладки, какие данные в результате подбора будут нужны для дальнейших расчетов, в какие таблицы вносить все данные. Помимо описания весь материал подкреплен подробными иллюстрациями. Фрагмент из инструкции показан на рисунке 2.7.

Рисунок 2.7 - Фрагмент инструкции по работе с программами

Полные инструкции по работе в программах «Ридан», «Wilo-Select» представлены в приложении 2 и 3.

В инструкции системы удаления дымовых газов подробно описана методика сборки газохода и дымовой трубы из двухслойных труб производителя «DW-ALKON RAAB». Каждый шаг подкреплен чертежом, который выполнен в программе «AutoCAD», а так же иллюстративным материалом из каталога производителя. Фрагмент инструкции по подбору системы удаления дымовых газов представлен на рисунке 2.8.

Рисунок 2.8 - Фрагмент инструкции по подбору СУДГ

Полная инструкция по подбору системы удаления дымовых газов представлена в приложении 4.

2.4 Разработка контрольно-измерительных материалов

Требования, виды и основные элементы контрольно-измерительных материалов.

Контрольно-измерительные материалы (КИМ) - разновидность оценочных средств, направленных на два процесса: контроль и измерение. Цель создания контрольно-измерительных материалов - установление соответствия уровня подготовки обучающихся на данном этапе обучения.

Виды контрольно-измерительных материалов:

1) тестовое задание;

2) практическое задание;

3) лабораторное задание;

4) самостоятельная работа.

Тест - это инструмент, краткое стандартизованное испытание, в основе которого лежит специально подготовленный набор заданий, позволяющих объективно и надежно оценить исследуемые качества.

Все тесты делятся на два вида:

1) с заданиями открытого типа - испытуемый должен сам написать правильный вариант ответа;

2) с заданиями закрытого типа - испытуемый выбирает ответ из готовых вариантов.

В свою очередь, тесты с заданиями закрытого типа делятся на:

· тесты, в которых лишь один правильный ответ;

· тесты, в которых несколько правильных ответов;

· тесты, в которых необходимо установить соответствия (например, это могут быть соответствия между: понятиями и определениями, текстами и картинками, датами и событиями и т.д.);

· тесты, в которых необходимо установить последовательность (например, в хронологической последовательности или в логической).

Тесты с заданиями открытого типа делятся на:

§ тесты, где ответом будет являться одна фраза, символ или слово;

§ тесты, где ответ необходимо дать в виде свободного изложения (количество символов или место для ответа может быть ограничено).

Все перечисленные формы тестовых заданий имеют определенные достоинства и недостатки. Выбор их зависит от учебной дисциплины, назначения теста, ориентации на студентов различных специальностей.

Требования, предъявляемые к контрольно-измерительным материалам:

o валидность - отражает способность получать результат, который соответствует поставленной цели;

o надежность - отражает способность во всех случаях получать результат и меру доверия к полученной оценке;

o значимость - оценочные материалы должны содержать наиболее значимые элементы;

o объективность - максимальное исключении погрешностей в оценке и измерении.

Основными достоинствами применения тестового контроля являются: индивидуальный характер контроля над работой каждого студента; объективность результатов проверки, так как наличие заранее определенного эталона ответа каждый раз приводит к одному и тому же результату; повышение эффективности контролирующей деятельности со стороны преподавателя за счет увеличения ее частоты и регулярности; возможность использования в системах дистанционного образования.

Тестовое задание - единица контрольно-измерительного материала, по которой испытуемый в ходе выполнения теста совершает отдельное действие, а его результат представлен в форме отдельного ответа. Минимальные требования к составу тестовых заданий состоят в наличии трех частей: инструкции, текста задания, оценочной схемы (правильный ответ и вес вопроса).

Разработка контрольно-измерительных материалов в виде тестов.

Создание тестов можно разделить на несколько этапов:

1. Определение цели тестирования, выбор вида теста.

2. Анализ содержания учебной дисциплины.

3. Определение структуры теста и стратегии расположения заданий.

4. Создание тестовых заданий.

5. Создание шкалы для оценки результатов.

6. Проведение апробационного тестирования.

7. Сбор результатов.

8. Обработка результатов выполнения теста.

9. Коррекция содержания и формы теста на основании результатов апробации.

10. Повторение этапа апробации для повышения качества теста.

Целью данного тестирования является проверка усвоения знаний по дисциплине «Теплогенерирующие установки» кафедры «Теплогазоснабжение и вентиляция» Вологодского государственного университета. Всего создано 2 теста с закрытым типом заданий. Каждый тест соответствует определенной главе учебного материала. Это улучшает качество проверки знаний студентов.

Оба теста состоят из двух вариантов, каждый из которых содержит 15 тестовых заданий. Вопросы созданы по проработанному лекционному материалу и разбиты на варианты так, чтобы по сложности не было различий для студентов. Тестовые задания оформлены в программе Microsoft PowerPoint. На каждом отдельном листе прописано по одному вопросу из первого и второго варианта. Всего разработано 15 слайдов к каждому тестированию, оформление слайдов совпадает с оформлением лекционного материала, то есть все сделано в едином стиле. Фрагмент оформления показан на рисунке 2.9.



Рисунок 2.9 - Фрагмент тестовых заданий

Так же разработана шкала оценивания. При оценивании количества правильных ответов используется 4 уровня: неудовлетворительно (отметка «2»), удовлетворительно (отметка «3»), хорошо (отметка «4») и отлично (отметка «5»). Каждому уровню присваиваем интервал баллов:

Ш неудовлетворительно - от 0% до 49%;

Ш удовлетворительно - от 50% до 74%;

Ш хорошо - от 75% до 94%;

Ш отлично - от 95% до 100%.

2.4.3 Апробация разработанных тестов

В 2016 году был разработан первый тест на тему «Введение в дисциплину». На начальном этапе в тест входил 1 вариант, содержащий 30 тестовых заданий. Апробация проводилась в сентябре 2016 года в учебном процессе для студентов 4 курса кафедры «Теплогазоснабжения и вентиляции». Результаты апробации показаны на рисунке 2.10.



Рисунок 2.10 - Результаты первой апробации теста «Введение в дисциплину»

Апробация дала довольно хорошие результаты. Из созданной матрицы ответов видно, что некоторые вопросы вызвали затруднения у студентов. Есть несколько причин этому. Во-первых, в лекционном материале по программе тема рассматривалась кратко, подробное изучение подразумевает самостоятельная работа обучающегося. Во-вторых, разработанное тестовое задание требовало корректировки для лучшего понимания вопроса. Апробация показала направления доработки и корректирования теста.

В 2017 году в тест были внесены изменения. Проработана структура вопросов, сам вопрос и проведена проверка, насколько подробно рассмотрена тема в лекционном материале. Помимо этого уделено внимание вопросам, где все студенты показали положительный результат. Причиной является простота тестового задания, такие задания были усложнены, поменяна формулировка или же вопрос заменен. Так же все задания разделены на два варианта по 15 тестовых заданий. После корректировки проведена повторная апробация в сентябре 2017 года. Ее результаты представлены на рисунке 2.11.



Рисунок 2.11 - Результаты второй апробации теста «Введение в дисциплину»

Так же в 2017 году разработан тест по теме «Топливо». Тестовые задания разделены на два варианта по 15 вопросов. В октябре 2017 года в учебном процессе проводилась апробация второго теста. Результаты представлены на рисунке 2.12.

Рисунок 2.12 - Результаты апробации теста «Топливо»

По результатам апробации выявлены сильные и слабые стороны теста, над которыми проведена работа для повышения качества и эффективности тестовых заданий.

По итогам разработка контрольно-измерительных материалов дала положительный результат. Повысилось качество проверки знаний обучающихся.

Внедрение в учебный процесс разработанного электронного учебно-методического комплекса по дисциплине «Теплогенерирующие установки» повысило эффективность обучения. Наглядное учебно-методическое пособие, рекомендации по расчету и подбору оборудования, эталонные типовые решения по курсовому проектированию помогают обучающимся воспринимать информацию быстрее и эффективнее, позволяют найти и проработать наиболее проблемные вопросы самостоятельно. Разработанные контрольно-измерительные материалы обеспечивают более детализированный контроль знаний, проверку усвоения материала.

3. Расчетно-аналитические исследования взаимосвязи мощностных и габаритных характеристик современных водогрейных и паровых котельных

3.1 Актуальность исследования взаимосвязи мощностных и габаритных характеристик котельных

Полноценное функционирование больших и малых предприятий возможно при поддержании комфортной температуры внутри зданий, что может быть осуществлено с минимальными расходами только при наличии собственной автономной котельной. Более 95% объектов энергетики (ТЭЦ, ГРЭС) были спроектированы и построены во время бурного роста экономики и промышленности СССР (30-80 г.г. XX века). В связи с этим можно говорить о том, что источники теплоснабжения, запущенные в эксплуатацию около 50 лет назад, не всегда соответствуют современным требованиям по экономичности, экологичности и безопасности. Так же необходимо понимать, что тепловые сети городов и других населенных пунктов в большинстве случаев проектировались и монтировались в те времена, поэтому фактическая нагрузка на тепловые сети зачастую превышает проектную в несколько раз. Согласно ФЗ №261от 23.11.2009 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности», необходимо целенаправленно и планомерно проводить мероприятия по энергосбережению, повышению энергетической эффективности и сокращению потерь энергетических ресурсов, что подразумевает необходимость строительства современных автоматизированных источников теплоснабжения [13].

Самым ответственным шагом при создании таких источников является разработка проекта. На этой стадии зачастую возникают вопросы с объемно-планировочным решением. Для того чтобы определить, какие размеры котельной нужно подобрать, как расположить основное и вспомогательное оборудование, требуется изучить достаточное количество нормативных документов, однако в большинстве случаев они дают только общие сведения. Так, например, СП 89.13330.2012 «Котельные установки» дает нам рекомендуемое расстояние между котлами с различными видами топок, расстояние при различном расположении котлов [14] (параллельно стоящие, друг напротив друга). ГОСТ 23838 «Здания предприятий. Параметры» описывает размеры пролетов, шаг и высоту этажа [15]. Исходя из этого, можно рассчитать размеры котельной только после расстановки оборудования. Таким образом, требуются некие рекомендации для выбора размеров котельной, которые, естественно, могут поменяться в течение формирования объемно-планировочных решений, но станут некой основой для принятия первоначальных решений.

3.2 Исследования взаимосвязи площади от мощности для современных водогрейных котельных

Номограмма базируется на результатах статистического анализа открытых литературных источников (каталогов современного оборудования). Обзор готовых блочно-модульных котельных с водогрейными котлами позволил сформировать перечень производителей: ЗАО Ростовское теплоэнергетическое предприятие «Южтехмонтаж», «Промгаз», компании ООО «Старк групп», «Энергоинвест», «Рэмэкс» и т.д. Все готовые решения были объединены в единую базу данных из 180 различных вариантов. Рассмотрены котельные мощностью от 0,1 МВт до 40 МВт, площадь варьируется от 8 м2 до 396 м2. Все котельные водогрейные, автоматизированные, газовые. Варианты котельных представлены в таблице 3.1.