Засоби підвищення ефективності фахової підготовки інженерів-електромеханіків

Размещено на http://www.allbest.ru/

Кременчуцький державний політехнічний університет

Інститут електромеханіки, енергозбереження і комп'ютерних технологій

Засоби підвищення ефективності фахової підготовки інженерів-електромеханіків

УДК 378.14.015.62

Гордієнко М.Г., Гладир А.І.

Рекомендована до друку д.т.н., проф. Родькіним Д.Й.

20.04.06

Вступ

Головною метою освітньої політики будь-якої держави є забезпечення випереджаючого розвитку якості людини, під яким розуміється його відповідність природному середовищу, культурі, суспільству, економіці, технологіям, професійній діяльності, державі, з урахуванням змін, які відбуваються як по незалежним від суспільства, так і по антропогенним причинам.

Саме тому висока якість вищої освіти, її доступність і масовість є найважливішою умовою національної безпеки країни, конкурентноздатності її економіки й кадрового потенціалу, прогресивного розвитку технологічного базису країни [1].

На думку ректора НУТУ „КПІ” М.З. Згуровського, сьогодні існують загрозливі у масовому вимірі тенденції до погіршення якості вищої освіти, що наростають з часом: збільшення розриву зв'язків між освітянами і працедавцями, між сферою освіти і ринком праці та деякі інші [2]. Ректор Кременчуцького державного політехнічного університету М.В.Загірняк вважає, що загальнодержавне детальне нормування підготовки фахівців, яке існує сьогодні, не відповідає умовам і спеціалізації підготовки випускників однієї й тієї ж спеціальності у різних вищих навчальних закладах та потребам ринку праці [3]. На жаль, сьогодні приходиться констатувати той факт, що випускники українських вищих технічних закладів освіти ІІІ-ІV рівнів акредитації не конкурентоспроможні в умовах сучасного ринку праці.

Аналіз навчальних планів за напрямом „Електромеханіка” та робочих програм з дисципліни „Іноземна мова” для електромеханічних спеціальностей, вивчення потреб працедавців [4], а також досвід викладання та керівництва дипломними проектами викладачів кафедри „Системи автоматизованого управління та електропривод”, дає можливість встановити деякі з причин недостатнього рівня підготовки молодих фахівців, а саме:

· відсутність навичок практичного використання набутих знань з професійно-орієнтованих дисциплін призводить до нездатності студентів самостійно упорядковувати, інтегрувати та використовувати набуті знання в умовах реальної професійної діяльності;

· недостатня обізнаність з сучасними методами та засобами проектування, моделювання та налагодження електромеханічних систем збільшує період адаптації до умов праці, негативно позначається на здатності ефективно виконувати професійні обов'язки;

· недостатній рівень підготовки з іноземної мови професійного спрямування істотно обмежує можливості майбутніх фахівців у користуванні спеціалізованим програмним забезпеченням та науково-технічною літературою, у вивченні існуючого ринку обладнання та елементної бази тощо.

Слід зазначити, що в умовах сучасного виробництва існують жорсткі вимоги до витрат часу на розробку і впровадження систем електропривода (ЕП), а також автоматизованих систем керування технологічним процесами (АСУТП). Розроблювачі все частіше йдуть шляхом використання CALS-технологій (Continuous Acquisition and Life cycle Support) - безупинної інформаційної підтримки життєвого циклу продукту від розробки до введення виробів в експлуатацію. Іноді складність проектів досягає такого рівня, що тільки розроблювач АСУ може коректно й у стислий термін здійснити її запуск. Тому, по закінченні проектування системи, розроблювач технічних засобів бере участь у пусконалагоджувальних роботах.

Таким чином, в сучасних умовах, коли відбувається модернізація та розвиток виробництва, процес підготовки фахівців з електромеханіки потребує комплексного, інтегрованого підходу, який би охоплював питання володіння іноземною мовою професійного спрямування, сучасними методами проектування та впровадження електроприводу, розробки силового та інформаційного каналів, узгодження, програмування та налагодження систем керування електромеханічних систем.

Мета роботи. Мета даної статті полягає в розробці комплексу заходів, що направлені на поліпшення професійної підготовки та підвищення конкурентоспроможності на ринку праці фахівців за напрямом „Електромеханіка”.

Матеріал і результати дослідження

Відомо, що однією з особливостей професійної підготовки інженерів-електромеханіків є обов'язковий лабораторний практикум, що забезпечує формування вмінь і навичок практичного застосування набутих знань. Особливо важливим, навіть вирішальним, на думку авторів є правильне обрання стратегії проведення лабораторного практикуму саме на останньому етапі навчання, коли студент вже має базову підготовку у галузі електричних машин, промислової електроніки, теорії електроприводу.

На цьому етапі з'являється можливість інтегрувати розрізнені знання з окремих професійно-орієнтованих дисциплін у цілісну систему. Студент вже може самостійно ознайомлюватися з сучасними технічними рішеннями, оцінювати та застосовувати ці рішення на практиці, виробляти бачення нових принципів керування процесами в ЕП виходячи з можливостей сучасної мікроелектроніки та інформаційних технологій.

Найефективнішим засобом інтенсифікації та поглиблення професійних знань автори вважають розширений лабораторний практикум з інтегрованим вивченням англійської мови професійного спрямування, що передбачає роботу студента з електроприводом як з завершеною багатокомпонентною системою та самостійну роботу з англомовним фаховим текстом.

Зокрема, мова йде про дисципліни "Автоматизований електропривод типових промислових механізмів" та "Автоматизація типових технологічних процесів та установок", які є завершальними у циклі професійної підготовці майбутніх інженерів-електромеханіків за спеціальністю 7.092203.

Розвиток інтегративних тенденцій як суттєвої ознаки сучасного наукового та прикладного знання набуває особливого значення за умов інформаційного перевантаження сучасного навчального процесу [5].

Інтегративні ідеї у навчанні тісно пов'язані з формуванням узагальнених знань і умінь з уміннями систематизувати свої знання та знайти для кожного елемента знань чи вмінь найвідповідніше місце та максимальне використання. І.М. Козловська зазначає, що інтеграція виникає лише тоді, коли раніше розрізнені елементи мають об'єктивні умови для об'єднання. Необхідною умовою інтеграції є те, що в результаті об'єднання утворюється система, яка володіє властивостями цілісності [6].

В той самий час В.А. Семиченко вважає, що кожен навчальний предмет у вищому навчальному закладі, який забезпечує професійне становлення студентів, повинен реалізовувати функції трьох рівнів, а саме:

1) рівень самостійного існування (коли предмет виступає як самостійна область знань);

2) рівень первинної, прямої інтеграції з іншими навчальними предметами;

3) рівень загальної інтеграції всіх подій життя навчального закладу з метою формування професійних якостей та загальної професійної готовності майбутнього фахівця.

Таким чином, кожен навчальний предмет, який входить до навчально-виховного процесу у вищій школі має реалізувати:

- функції інтрапредметні, які об'єднують власний зміст цього предмету;

- функції інтерпредметні, які проявляються через міжпредметні зв'язки, залежності між групами навчальних предметів;

- функції метапредметні, які реалізують внесок кожного навчального предмету в цілісну структуру професійної підготовки та виявляють себе через опосередковані цим навчальним предметом компоненти професійної майстерності, які прямо не зводяться до його змісту, але які формуються при його участі у навчально-виховному процесі [7].

У процесі навчання студентам необхідно не лише освоїти певну систему знань, а й виробити систему прийомів розумової діяльності. При інтегративному підході логіко-психологічні основи визначення змісту навчальних предметів передбачають урахування ряду чинників, зокрема, застосування знань загального характеру перед знаннями більш конкретними, забезпечення єдності знань і забезпечення взаємопереходів виконання дій у розумовому плані до їх використання в зовнішньому плані та навпаки [6].

Суть інтегративного підходу до навчального процесу відрізняється від інших підходів тим, що встановлення зв'язків між знаннями йде не від перебудови існуючих навчальних планів і програм, а шляхом дидактичного обґрунтування та перетворення реально існуючих зв'язків між предметами, науками, явищами тощо.

Вважаємо, що підвищення якості професійної підготовки фахівців даного напряму можливе за рахунок інтеграції знань з професійно-орієнтованих дисциплін та іноземної мови професійного спрямування у лабораторному практикумі циклу спеціальних дисциплін, що надасть можливість відновити, поповнити, об'єднати частини надбаних знань, умінь і навичок у цілісну систему.

Для вирішення вищезазначених проблем ми застосовуємо даний підхід в організації лабораторного практикуму (рис. 1).

Узагальнений алгоритм лабораторного практикуму. Алгоритм лабораторної роботи передбачає за стислий час проходження студентом повного циклу розробки пристроїв і систем електропривода - від проектування до впровадження. В той же час, існує можливість багаторазового повторення процесів синтезу, аналізу, оптимізації та корекції до отримання оптимального варіанта пристрою, що проектується.

У ході виконання програми лабораторного практикуму відбувається формування умінь і навичок самостійної роботи з іноземною, зокрема, англомовною фаховою літературою; формування уявлень про основні елементи, структуру, алгоритми і принципи функціонування промислових систем автоматизованого ЕП; отримання практичних навичок роботи із широко відомими засобами розробки цифрових пристроїв і систем керування; створення своєрідного “фундаменту” для освоєння сучасних засобів проектування та впровадження ЕП, з якими майбутній фахівець зустрінеться в процесі інженерної діяльності.

Тому обов'язковими у лабораторному практикумі є наступні етапи:

- самостійна робота з вивчення теоретичної частини лабораторного практикуму та отримання допуску до його практичного виконання;

- вивчення характеристик та складу електромеханічної системи або технологічного комплексу;

- аналіз алгоритмів функціонування системи керування (СК);

- ознайомлення з елементною базою СК;

- робота у спеціалізованому програмному середовищі з метою програмування та створення функціонально завершеної системи керування;

- підключення розробленої системи до лабораторного обладнання та її налагодження;

- самостійна робота з оформлення звіту за результатами лабораторного практикуму на англійській мові;

- захист результатів лабораторного практикуму.

Рисунок 1 - Фахова підготовка інженерів-електромеханіків за спеціальністю 7.092203

Така послідовність виконання лабораторної роботи дозволяє студенту сформувати активний лексичний словник англомовних технічних термінів на етапах самостійної роботи з теоретичною частиною практикуму та написання звіту, ознайомитися зі структурою програмного забезпечення для автоматизованого проектування, вивчити на простих прикладах порядок створення проекту системи керування, поетапно виконати реалізацію проекту і контролювати результати своєї роботи на кожнім з етапів створення проекту.

Виходячи з того, що програмне забезпечення та елементна база системи керування, якими користується студент у ході виконання лабораторного практикуму, є іноземного виробництва, студенту необхідно на всіх етапах роботи використовувати знання з англійської мови професійного спрямування. Відповідно до вимог Національної програми з англійської мови професійного спрямування, бакалавр повинен володіти англійською мовою на рівні незалежного користувача.

Тому, на нашу думку, доцільно звіт про виконання лабораторної роботи оформляти англійською мовою. Це дає можливість студентам застосувати надбані знання з англійської мови професійного спрямування в практичних умовах, наближених до реальної професійної діяльності. Звичайно, успішне виконання даного виду роботи залежить від набутих знань, а саме від об'єму активного лексичного словника англомовних термінів, який студент має сформувати під час вивчення іноземної мови на попередніх курсах навчання.

Рисунок 2 - Структура самостійної роботи студентів з теоретичною частиною лабораторного практикуму

Організація самостійної роботи. Слід зазначити, що відповідно до навчального плану, 50% годин, відведених на вивчення професійно-орієнтованих та спеціальних дисциплін становить самостійна робота. Тому, на нашу думку, доцільно винести роботу з вивчення теоретичної частини лабораторного практикуму та написання звіту за межі аудиторного часу за рахунок годин, відведених на самостійну роботу.

Для забезпечення необхідного рівня володіння англійською мовою професійного спрямування нами розроблена технологія формування умінь і навичок самостійної роботи з іноземною фаховою літературою, яка передбачає імплементування англомовних технічних термінів в текст теоретичної частини лабораторної роботи.

Для поєднання задач, які стоять перед студентом під час роботи з теоретичною частиною за даною технологією та отримання допуску до практичної роботи, розроблена комп'ютерна програма [8].

Алгоритм самостійної роботи, що передбачає використання зазначеної програми, представлено на рис. 2. Завдяки запропонованому алгоритму автори реалізували індивідуальний підхід до навчання, поєднали завдання професійної підготовки і підготовки з іноземної мови професійного спрямування під час роботи з теоретичною частиною лабораторного практикуму. професійний фахівець студент

На початку роботи студент проходить тестування щодо вхідного рівня знань з технічних термінів англійською мовою, що мають відношення до лабораторної роботи, яку студент має виконати. За результатами тестування студенту надається право роботи з одним із текстів теоретичної частини практикуму, які відрізняються один від одного за рівнем складності. Рівень складності тексту визначається кількістю англомовних технічних термінів, імплементованих в текст. Так, текст першого рівня складності має 20% від загальної кількості термінів, другий - 50%, третій - 80%, четвертий - повністю англомовний. Імплементовані англомовні терміни є гіперпосиланнями, що дає змогу студенту, при необхідності, отримати їх переклад та почути вимову (рис.3).

Рисунок 3 - Вікно програми (текст з імплементованими англомовними технічними термінами)

Після закінчення роботи з теоретичною частиною, студент має відповісти на контрольні запитання для отримання допуску до практичної роботи в лабораторії.

Рисунок 4 - Узагальнена функціональна схема лабораторної установки

Програма також має блок статистичних даних, де фіксуються наступні параметри:

- номер лабораторної роботи;

- дата;

- час, затрачений на роботу з теоретичною частиною та відповіді на контрольні запитання;

- рівень складності тексту;

- лексичні одиниці, до перекладу яких звертався студент;

- кількість звернень до перекладу окремих лексичних одиниць;

- результати відповіді на контрольні запитання.

Крім того, програма містить статистичні діаграми, які будуються за результатами всіх лабораторних робіт, які виконувались кожним студентом. А саме:

- рівень складності тексту, з яким працював студент;

- терміни, до перекладу яких звертався студент, кількість звернень.

За допомогою цих даних ми простежуємо динаміку розвитку умінь і навичок самостійної роботи з англомовною фаховою літературою.

Критерієм сформованості умінь та навичок самостійної роботи з англомовною фаховою літературою ми вважаємо роботу студента з текстом четвертого рівня складності.

Дані експерименту показали досить високу ефективність розробленої технології [9].

Лабораторне обладнання. Організація лабораторного практикуму з дисципліни "Автоматизований електропривод типових промислових механізмів" (АЕПТПМ) здійснюється на спеціально створеному обладнанні, яке передбачає освоєння студентами навичок розробки і реалізації систем електропривода з використанням сучасних систем автоматизованого проектування (САПР) [10]. Усі лабораторні стенди (див. табл.1) мають блок узгодження для підключення зовнішніх цифрових систем керування (СК). Найчастіше використовуються системи керування на базі програмовних логічних інтегральних схем (ПЛІС) фірми Altera і мікроконтролерів (МК) фірми Microchip, що пояснюється їх невеликою вартістю та безкоштовним програмним забезпеченням для програмування цих мікросхем.

Таблиця 1 - Зміст лабораторного практикуму

Узагальнена функціональна схема лабораторної установки представлена на рис.4. Стенд містить робочий стіл з панеллю керування, електромашинний агрегат Д-НМ (двигун - навантажувальна машина), керований перетворювач КП або командоконтролер КК (для керування режимами роботи двигуна Д), РЗНМ - регулятор збудження навантажувальної машини (для зміни напруги живлення обмотки збудження навантажувальної машини), АВ1 - автоматичний вимикач для подачі напруги в силове коло двигуна, АВ2 - автоматичний вимикач для подачі напруги в силове коло навантажувальної машини, БЖ - блок живлення, БФН - блок формування навантаження, БВВР - блок вибору режимів роботи лабораторного обладнання.

Для підключення цифрової системи керування, реалізованої на базі ПЛІС або програмованих мікроконтролерах, передбачено блок узгодження БУ.

У процесі виконання лабораторної роботи студент спочатку створює робочий проект за допомогою засобів розробки САПР, виконує його верифікацію вбудованими засобами пакета, компіляцію, часовий аналіз, моделювання роботи пристрою. Потім, за допомогою підключеного до персонального комп'ютера програматора ByteBlaster(MV) або внутрішньосхемного програматора ICD2, він здійснює програмування цільової мікросхеми. Блок керування з запрограмованим мікроконтролером підключається до лабораторного стенда через блок узгодження. Після цього студент може перевірити відповідність роботи пристрою заданим алгоритмам функціонування.

За даною технологією у лабораторії автоматизованого ЕП реалізовано лабораторний комплекс, що містить наступні лабораторні стенди (див. табл. 1).

Висновки

Отже, запропонований інтегрований підхід до проведення лабораторного практикуму з циклу спеціальних дисциплін є дійсно ефективним в підвищенні якості фахової підготовки інженерів-електромеханіків. Розроблене лабораторне обладнання, представлений алгоритм виконання лабораторного практикуму, відібрана тематика лабораторних робіт та технологія формування умінь і навичок самостійної роботи з іноземною фаховою літературою дозволяють сформувати у студентів:

- цілісне уявлення про умови майбутньої професійної діяльності;

- навички практичного використання набутих знань з професійно-орієнтованих дисциплін в умовах, максимально наближених до реальної професійної діяльності;

- представлення та практичний навик роботи з сучасними методами та засобами проектування, моделювання та налагодження електромеханічних систем;

- уміння і навички самостійної роботи з англомовною фаховою літературою, що у свою чергу підвищує рівень володіння англійською мовою професійного спрямування.

Література

1. Селезнева Н.А. Теоретико-методологические основы качества высшего oбразования (научный доклад) / Н.А. Селезнева, А.И. Субетто. - М.: Академия Тринитаризма, эл.№ 77-6567, публ.10869, 09.12.2003.

2. Згуровський М.З. Болонський процес - структурна реформа вищої освіти на європейському просторі // http://www.ntu-pi.kiev.ua/education/charta.html.

3. За гірняк М.В. Стандартизація вищої освіти в США та Україні // Електротехніка і електромеханіка. - 2002. №2. - С.88-91.

4. Англійська мова спеціального вжитку в Україні. Допроектне дослідження. - Київ, 2003. - 124 с.

5. Козловська І.М. Теоретичні та методичні основи інтеграції знань учнів професійно-технічної школи. Автореф.дис...доктора пед.наук.:13.00.04. - Київ, 2001. - 44 с. - С.5.

6. Козловська І.М. Теоретико-методичні основи інтеграції знань учнів професійно-технічної школи: дидактичні основи. Монографія / За ред. С.У.Гончаренка. - Львів: світ, 1999. - 302 с. - С.50.

7. Барбина Е.С., Семиченко В.А. Идеи интеграции, системности и целостности в теории и практике высшей школы. Научно-методическое пособие: Киев, 1996. - 261 с. - С. 60.

8. Родькин Д.Й., Гордієнко М.Г., Чорний О.П., Карпенко В.М. Програмний продукт „Лабораторний практикум з курсу „Силова перетворювальна техніка в автоматизованому приводі” з інтегрованим вивченням англійської мови професійного спрямування”. Свідоцтво про реєстрацію авторського права на твір №11327. МОН України, Державний департамент інтелектуальної власності, 2004.

9. Gordiyenko M. Computer Aided Instruction in ESP Learning Integration Into Engineering Training // Крокуючи з Європою (Facing Challenges, Sharing solutions in ELT): Матеріали 11-ї Міжнар. наук.-практ. конф. Асоціації викл. англ. мови IATEFL Ukraine. - Донецьк: ДонДУЕТ. - 2006. - 160с. - С.83-89.

10. Гладир А.І., Юхименко М.Ю., Гомілко В.І. Технологія автоматизованого проектування в лабораторному практикумі // Збірник наукових праць Кіровоградського національного технічного університету. - Кіровоград: КНТУ. - 2004. - Вип.. 15. - С.65-69.

Размещено на Allbest.ru