Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,074

ИНФОРМАТИЗАЦИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА ПРИ ПРЕПОДАВАНИИ ДИСЦИПЛИНЫ «МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ»

Папанцева Е.И., Бондарь М.С.
В статье рассматриваются актуальные вопросы преподавания технических дисциплин с использованием информационных технологий. Изменение и совершенствование методик обучения метрологии, стандартизации и сертификации связано с инженерным содержанием курса и появления новых областей ее практического применения в технике. Рассматриваются вопросы построения автоматизированных систем контроля и учёта электрической энергии с использованием современных приборов учёта
информатизация
образовательный процесс
компьютерное моделирование физических процессов
электронные приборы учета
автоматизированные системы контроля и учета электрической энергии

Разработка, распространение и применение современных компьютерных и телекоммутационных технологий являются основным фактором развития инновационного учебного процесса. Нарастающие темпы совершенствования новых информационных технологий стимулируют нововведения в сфере образования. В настоящее время в Ставропольском государственном аграрном университете в учебном процессе используются интерактивные обучающие программы, системы контроля знаний, ЭВМ при выполнении трудоемких расчетов в процессе выполнения дипломных и курсовых проектов; компьютерное моделирование различных физических процессов; комплексное представление лекционной информации (мультимедиа).

Приведение учебных планов в соответствие с Государственными образовательными стандартами специальностей нового поколения, изменение требований к подготовке инженеров-энергетиков, вызванное использованием компьютерных технологий и автоматизацией процессов управления, определяют интенсификацию учебного процесса.

В Федеральном Государственном образовательном стандарте высшего профессионального образования по направлению подготовки 110800 «Агроинженерия» в требованиях к результатам освоения основных образовательных программ бакалавриата перечислены компетенции, которыми должен обладать выпускник. В общекультурных компетенциях хочется выделить следующие: владение основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, навыками работы с компьютером, как средством управления информацией, способностью к работе с информацией в компьютерных сетях. Разумное сочетание обучения студентов на макетах и действующем оборудовании с выполнением расчётов и проектированием схем электроснабжения, применение информационных технологий является залогом реального повышения качества подготовки современного специалиста.

Дисциплина «Метрология, стандартизация и сертификация» является базовой общепрофессиональной дисциплиной профессионального цикла для студентов направления «Агроинженерия» и обеспечивает фундаментальную основу для последующего изучения специальных электротехнических дисциплин. Она должна формировать у студентов профессиональные компетенции: способность оценивать результаты измерений, проводить обработку результатов экспериментальных исследований, умение анализировать качество продукции и управлять технологическими процессами.

Изменение и совершенствование методик обучения метрологии, стандартизации и сертификации связано с инженерным содержанием курса, адекватно отражающим современное состояние теории, в частности, ее новые важные методы, подходы и направления развития и новые области ее практического применения в технике.

Её изучение предусматривает выполнение лабораторных и курсовой работ, что требует фундаментальных знаний соответствующих разделов математики, физики и других наук. Усвоение такого большого и сложного потока информации невозможно без применения современных средств и методов обучения, и в частности, без применения компьютерной техники и программного обеспечения. В настоящее время многие студенты имеют персональные компьютеры и в связи с этим появляются реальные возможности для перенесения значительной части учебных занятий студентов (практические и лабораторные работы) в разряд самостоятельной работы. На кафедре автоматики, электроники и метрологии курс метрологии преподаётся с богатыми научно-методическими традициями, лекции читаются с использованием мультимедийных технологий, лабораторные работы проводятся на современных стендах, практические занятия с использованием моделирующих программ.

Разработка электронных учебников и методических указаний позволяет самостоятельную и индивидуальную работу студентов наполнить новым содержанием, индивидуализировать обучение, осуществлять непосредственно квалификационные консультации и эффективный текущий экспресс-контроль.

Компьютерное моделирование физических процессов проводится в рамках учебно-лабораторного практикума по метрологии, который выигрывает по сравнению с традиционным не только за счет объема, наличия тестового контроля и индивидуальных заданий, но и наличия динамичной графики, низкой погрешностью в измерениях, значительной вариабельностью исходных параметров. При этом замена части натуральных экспериментов их компьютерным моделированием может компенсировать недостаток современных дорогостоящих технических средств, зачастую представляющих собой модели, имитирующие реальные установки и технологии. Особый интерес представляет комбинированный подход к выполнению лабораторных работ: физический (натуральный) эксперимент и, параллельно, компьютерное его моделирование. Студенты заочной формы обучения частично могут выполнить лабораторный практикум дома, а в институте защитить отчёты, это позволит увеличить время индивидуальных консультаций, что даёт высокую эффективность в освоении теоретического материала. Но, следует отметить, что виртуальные лабораторные работы не могут привить студентам навыков работы, связанной со знакомством устройства электротехнического оборудования и приборов, с монтажом реальных электрических схем и производством измерений. Поэтому виртуальные лабораторные работы дублируются на реальных лабораторных установках. Ещё одной из актуальных задач современного учебного процесса является объективный итоговый контроль знаний студентов. На кафедре проводятся компьютерные экзамены и зачёты, это обеспечивает объективный подход к оценке знаний каждого студента, значительно сокращает время проведения экзамена или зачёта, позволяет студенту потренироваться в сдаче экзамена дома, что снижает психологическую нагрузку экзаменуемых.

В рамках изучения темы «Приборы учета электрической энергии» дисциплины «Метрология, стандартизация и сертификация» наши студенты изучают электронные счетчики электрической энергии производства ОАО Концерна «Энергомера». Многолетнее плодотворное сотрудничество связывает Концерн и факультет электрификации Ставропольского государственного аграрного университета. Распоряжением Президента ОАО «Концерн Энергомера» № 73 от 03.05.2005 года в Ставропольском государственном аграрном университете на кафедре автоматики, электроники и метрологии в аудитории № 214 была создана учебная лаборатория автоматического учёта и контроля электроэнергии (АСКУЭ). Лаборатория АСКУЭ организована для ознакомления студентов с продукцией ОАО «Концерн Энергомера», в частности с приборами учёта, системами учёта, основными вариантами построения систем АСКУЭ промышленных потребителей, автоматизированных систем учёта электроэнергии бытового и мелкомоторного секторов. Для возможности проведения работы с формируемыми базами данных группой студентов организованы шесть автоматизированных рабочих мест - дополнительные рабочие станции (ПЭВМ), а также автоматизированное рабочее место преподавателя. Все ПЭВМ объединены в локальную вычислительную сеть. На каждой из рабочих станций установлено специализированное программное обеспечение КТС «Энергомера» промышленных и бытовых потребителей, произведена настройка удаленного доступа к базам данных.

1

Рис. 1. Лаборатория автоматического учёта и контроля электроэнергии

В лаборатории АСКУЭ обучаются студенты электроэнергетического факультета всех форм обучения, проводятся ознакомительные лекции для студентов других факультетов и абитуриентов.

В рамках национального проекта «Образование» кафедра автоматики, электроники и метрологии приобрела новое современное оборудование производства ОАО Концерна «Энергомера»: счетчики электрической энергии и поверочное метрологическое оборудование. Для более эффективного использования приобретённого оборудования в учебном процессе три преподавателя кафедры в феврале 2008 года прошли полный курс теоретического и практического обучения по программе «Эксплуатация, программирование многофункциональных счётчиков и использование АСКУЭ». Полученные в процессе обучения знания позволили поставить новые лабораторные работы, активизировать научно-исследовательскую работу со студентами и значительно повысить качество подготовки специалистов.

С каждым годом разрабатываются новые принципы построения автоматизированных систем, совершенствуются электронные приборы учета. Вот почему для будущих инженеров-выпускников электроэнергетического факультета так важно знание основ построения и функционирования подобных систем, главным элементом которых являются электронные счетчики электрической энергии. Если разобраться с устройством и принципом работы счетчиков достаточно просто даже самостоятельно, то их программирование, как правило, может вызвать трудности у студентов. Вот почему так важно четко и понятно преподнести студентам основы работы с программой обслуживания многофункциональных счетчиков электроэнергии CETOOLS и основные этапы программирования электронных счетчиков.

В связи с этим нами были разработаны методические указания к лабораторной работе, посвященной программированию электронных счетчиков. Цель данной лабораторной работы - продемонстрировать студентам функциональные возможности счетчиков электроэнергии, а также научить их запрограммировать счетчик перед его эксплуатацией и считать с него данные.

Работа начинается с подготовки счетчика и включает в себя следующие операции: включение персонального компьютера; включение счетчика в сеть; подключение счетчика к USB-порту компьютера; подключение к счетчику оптической считывающей головки.

Далее настраивается порт связи, начальная скорость обмена, осуществляется работа с монитором обмена, получается информация о счетчике (его тип, идентификатор). Наиболее интересной для студентов операцией является считывание данных со счетчика, просмотр сформированного при этом отчета параметров. Наглядной и интересной информацией является также получение и просмотр профилей (графиков нагрузки) по любой интересующей дате в графическом виде.

Наиболее важной и сложной частью работы является непосредственно программирование счетчика заданными параметрами (например, коэффициентов трансформации тока и напряжения) и проверка правильности их задания путем выборочного считывания информации со счетчика. Также студенты на данном занятии знакомятся с особенностями тарифной политики и учатся программировать в счетчик исключительные дни и тарифы. Лабораторное занятие получается увлекательным и познавательным, студенты могут продемонстрировать свои знания в области метрологии и умение работать на компьютере.

2

Рис. 2. Главное окно программы CETOOLS:
1 - главное меню программы; 2 - основная и дополнительная секции панели управления;
3 - монитор обмена; 4 - панель состояния; 5 - рабочая область программы

Таким образом, можно сделать вывод, что наибольший эффект от информатизации образовательного процесса достигается при использовании информационных, демонстрационных и моделирующих программ, обеспечивающих интерактивный режим работы студентов с компьютером, экспертных систем для диагностики уровня обученности, доступа к информационным ресурсам Интернет.

Список литературы

  1. Федеральный Государственный Образовательный Стандарт высшего профессионального образования по направлению подготовки 110800 «Агроинженерия» - квалификация «бакалавр». - Утвержден приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 09.11.2009 г. №552.
  2. Папанцева Е.И., Бондарь М.С. Изучение особенностей применения и обслуживания АСКУЭ на базе комплекса технических средств ОАО «Концерн Энергомера» // Физико-технические проблемы создания новых экологически чистых технологий в агропромышленном комплексе: сборник научных трудов по материалам 5 Российской научно-практической конференции. - Ставрополь, 2009. - С. 33-35.
  3. Бондарь М.С., Папанцева Е.И. Программирование электронных счетчиков электроэнергии в учебном процессе с использованием среды CETOOLS // Физико-технические проблемы создания новых экологически чистых технологий в агропромышленном комплексе: сборник научных трудов по материалам 5 Российской научно-практической конференции - Ставрополь, 2009. - С. 35-37.

Рецензенты:

Хорольский В.Я., д.т.н., профессор, профессор кафедры электроснабжения и эксплуатации электрооборудования ФГОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет», г. Ставрополь;

Никитенко Г.В., д.т.н., профессор, зав. кафедрой применения электрической энергии в сельском хозяйстве ФГОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет», г. Ставрополь;

Бошенятов В.Б., д.т.н., ведущий научный сотрудник, Учреждение РАН, Институт прикладной механики, г. Москва.

Работа поступила в редакцию 07.02.2011.


Библиографическая ссылка

Папанцева Е.И., Бондарь М.С. ИНФОРМАТИЗАЦИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА ПРИ ПРЕПОДАВАНИИ ДИСЦИПЛИНЫ «МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ» // Фундаментальные исследования. – 2011. – № 8-1. – С. 148-151;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=26803 (дата обращения: 15.09.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252