ACTIVE LEARNING METHODS ON DIRECTION 220100 «SYSTEM ANALYSIS AND CONTROL».pdf Обычно под традиционным подходом к обучению понимается изучение разработанных теорий в виде лекций и отработка ранее созданных методов решения на практических и лабораторных занятиях. Очень часто теоретический материал не связан с практикой или далек от реального применения, поэтому поиск эффективных методов обучения сегодня весьма актуален и востребован [1, 2]. Во многих научных работах, посвящённых проблемам развития образования, в качестве альтернативных и современных методов предложены активные методы обучения [3-6]. Под активными методами обучения понимают такие способы и приемы педагогического воздействия, которые побуждают обучаемых к мыслительной активности, к проявлению творческого, научно-исследовательского подхода и поиску новых идей для решения разнообразных теоретических и практических задач [7]. В данной статье рассматривается применение активных подходов в подготовке магистров по направлению 220100 - «Системный анализ и управление», а именно по дисциплине «Интегрированные системы проектирования и управления». Под областью профессиональной деятельности магистров данного направления понимается совокупность средств, способов и методов человеческой деятельности, направленных на исследование, разработку и применение алгоритмического, аппаратного и программного обеспечения комплексов, средств измерения и управления сложными техническими процессами и автономными системами, частично или полностью освобождающих человека от непосредственного участия в процессах получения, преобразования, передачи и использования энергии, материальных ресурсов и информации [8]. Данный метод подготовки основан на принципах Болонского процесса и ориентируется на результаты обучения, выраженные в формате компетенций, что подразумевает применение активных форм проведения занятий в сочетании с различными видами самостоятельной работы. Теоретический материал дисциплины предоставляется в интерактивной форме в виде презентаций с дальнейшим обсуждением на семинарах при помощи деловых игр, ситуационных и производственных задач. В процессе изучения теоретических аспектов у магистров формируются следующие компетенции: способность к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности; способность работать в коллективе, проявлять инициативу, руководить и брать на себя ответственность, направлять деятельность коллектива, использовать современные фундаментальные знания по естественнонаучным направлениям подготовки, осознавать и осваивать мировые тенденции развития методов системного анализа, управления и информационных технологий; выбирать методы и разрабатывать алгоритмы решения задач управления сложными многомерными объектами; планировать выступления, организовывать дискуссии, проводить круглые столы. В качестве объекта для практического и экспериментального исследования по дисциплине «Интегрированные системы проектирования и управления» выступает разработанный сотрудниками кафедры систем управления и информатики лабораторный стенд управления домашней автоматикой «АСУД-1» (рис. 1), основанный на технологии KNX/EIB с использованием интерактивного web-интерфейса (рис. 2). KNX/EIB - это общеевропейский стандарт Международной ассоциации Konnex Association, объединяющей десятки ведущих европейских производителей электротехнической продукции. В первой части практикума магистрантам предлагается выбрать один из наборов элементов стенда, необходимого для построения автоматизированной системы управления. База элементов представляет собой следующее оборудование: программируемые контроллеры с открытым программным обеспечением; усилители; универсальные контроллеры ввода / вывода; контроллеры 4 датчиков температуры; 8-канальные регулирующие устройства управления автоматикой с аналоговыми входами 0-10 В, диммеры и секвенсоры световых сцен, диммеры 4-канальные 1-10 В, контроллеры для управления открытием / закрытием штор и жалюзи, контроллеры кондиционера, дроссели контроллеров питания шины KNX, различные шлюзы, датчики температуры, датчики протечки, датчики влажности, датчики движения, датчики положения, IP-камеры, водопроводный кран, лампочки, светодиодные ленты, счетчики электроэнергии, GSM-модемы; провода. Вариативность задания определяется преподавателем и в основном зависит от типа датчика, вокруг которого и выстраивается весь создаваемый проект. Вторая часть практикума предполагает обучение магистрантов основам «скриптового программирования» с возможностью удаленного управления установкой посредством сети Интернет. Так как в рамках магистерских программ большое количество учебных часов выделяется для самостоятельного обучения, поддержка и мониторинг стенда производятся при помощи веб-камер, обучаемый имеет доступ к результату своей деятельности в любое время суток. Третья часть обучения направлена на развитие научного творчества у магистрантов, выполнение научно-исследовательских, опытно-конструкторских и проектировочных работ в виде модификации учебного стенда и связей между устройствами. Перед магистрами ставится задача развития проекта, созданного в предыдущих заданиях, путем усложнения или добавления новых элементов. При выполнении работ с описанным стендом обучаемый закрепляет свои навыки в схемотехнике, электронике, программировании и проектировании. Так как технология KNX широко используется в автоматизированных системах производственных и жилых помещений, магистрант получает необходимые практические навыки при построении и разработке современных систем управления. В процессе работы со стендом у обучаемых формируются следующие компетенции: способность демонстрировать профессиональные навыки работы в научном коллективе, порождать новые идеи (креативность), осознавать и формулировать основные проблемы своей предметной области, ставить задачи исследования, применять универсальные методы и средства для их решения; профессионально эксплуатировать современное техническое оборудование; представлять и докладывать результаты исследований, использовать ресурсы современных информационных систем, программных продуктов и систем автоматизации научных исследований; предлагать многовариантные решения задачи, проводить их сравнительный анализ и осуществлять аргументированный выбор оптимального решения; формировать технические задания и участвовать в разработке аппаратных и / или программных средств поддержки и принятия оптимальных решений; использовать на практике умения и навыки в организации исследовательских и проектных работ, в управлении коллективом. Промежуточная аттестация магистрантов осуществляется по завершении дисциплины в период окончания учебного семестра как результат текущего контроля, который при планомерной работе студента позволяет преподавателю автоматически выставлять без проведения экзамена оценку - удовлетворительно или хорошо (при успешном выполнении первых двух заданий практикума и проявлении минимальной активности на семинарах и деловых играх). Для получения оценки «отлично» необходимо выполнить третью часть задания и активно участвовать в обсуждении теоретического материала. В случае несогласия с оценкой магистранту необходимо пройти экзаменационное испытание. Применение активных подходов и методов обучения при изучении дисциплины «Интегрированные системы проектирования и управления» позволило увеличить мотивацию (активность студентов) в обучении, сократить разрыв между теоретическими знаниями и практическим применением и, как следствие, подготовить профессиональных высококвалифицированных магистров по направлению подготовки «Системный анализ и управление».

Скачать электронную версию публикации