Полный текст

Введение. Электронное обучение как система обучения при помощи информационных и электронных технологий имеет большое значение при реализации основных профессиональных образовательных программ (ОПОП) высшего образования, в том числе в технической и высокотехнологической сферах. Особенности электронного обучения в политехническом университете связаны с высокой степенью специализации электронных учебных материалов и систем информационного моделирования, используемых при реализации образовательных программ по разным направлениям подготовки. Дополнительное профессиональное образование профессорско-преподавательского персонала технического университета обеспечивает формирование компетенций, связанных с разработкой и использованием в учебном процессе электронных учебных материалов, веб-ресурсов и специальных интерактивных программ. Общепрофессиональные педагогические компетенции (ОПК) преподавателя университета могут быть сформированы при реализации дополнительной профессиональной программы (ДПП) соответствующего уровня, при этом направление ОПОП оказывает определяющее влияние на содержание ДПП в сфере электронного обучения. В работе представлены структура, содержание и практическая реализация ДПП «Реализация образовательных программ с применением электронного обучения» для направлений «Прикладная геология, горное дело, нефтегазовое дело, геодезия», «Машиностроение» и «Техника и технологии строительства». 1. Общее описание программы. ДПП «Реализация образовательных программ с применением электронного образования» является программой повышения квалификации профессорско-преподавательского персонала университетов и других организаций высшего образования (ВО), преподавателей средних профессиональных образовательных организаций (СПО), специалистов по методике обучения. ДПП в полном объеме соответствуют аккредитованной в ПНИПУ основной профессиональной образовательной программе подготовки кадров высшей квалификации по направлению 44.06.01 «Образование и педагогические науки» с учетом требований профессионального стандарта 01.004 «Педагог профессионального обучения, профессионального образования и дополнительного профессионального образования». Целью ДПП является совершенствование педагогической деятельности в профессиональном обучении, профессиональном образовании и дополнительном профессиональном образовании с учетом требований профессиональных стандартов, дополнительное профессиональное образование по профилю педагогической деятельности, повышение профессионального уровня, формирование и обновление ОПК слушателей, необходимых для выполнения основных видов профессиональной деятельности в рамках имеющейся квалификации. Подробное описание перечня обновляемых педагогических компетенций, а также преемственность ДПП к результатам обучения по основным профессиональным образовательным программам высшего образования представлены в работе [1]. Профильная педагогическая подготовка в сфере электронного обучения включает организацию самостоятельной работы с электронными материалами, дистанционного взаимодействия и виртуальной учебной деятельности, а также создание веб-ресурсов и дистанционных средств обучения, общая трудоемкость программы - 36 часов. 2. Структура дополнительной профессиональной программы. ДПП «Реализация образовательных программ с применением электронного образования» включает два учебных модуля (УМ): общепрофессиональный и специальный по направлению, а также итоговую аттестацию, которая проводится в форме защиты итоговой аттестационной работы (ИАР). Общепрофессиональный УМ «Государственная политика в образовании» посвящен нормативно-правовому обеспечению образовательной деятельности в условиях нового законодательства в сфере образования, тематика модуля приведена в работах [2, 3]. Специальный УМ по направлению «Прикладная геология, горное дело, нефтегазовое дело, геодезия» включает следующие темы: Тема 1. Основные статистические понятия, основы теории вероятностей. Основные статистики (мода, медиана, дисперсия, среднеквадратическое отклонение) для оценок основных характеристик месторождений в пределах территорий со сложным геологическим строением. Функции распределения и их применение для подсчета запасов: нормальное, равномерное, логарифмически нормальное распределение (лекции - 2 часа); Тема 2. Статистические критерии и их использование для проверки статистических гипотез при анализе геологического строения. Дисперсионный анализ для анализа однородности групп при нефтегазогеологическом районировании (лекции - 2 часа); Тема 3. Корреляционный анализ для нахождения зависимостей между геологическими, геофизическими и геохимическими характеристиками месторождений нефти и газа для геологического районирования территории. Регрессионный анализ. Метод наименьших квадратов. Пространственный анализ данных, тренд анализ в геологии для изучения зонально-региональных закономерностей (лекции - 2 часа); Тема 4. Дискриминантный анализ и задачи распознавания образов. Выделение групп объектов и их классификация для обоснования фациального строения месторождения (лекции - 2 часа); Тема 5. Практические занятия на тему «Использование специализированных программных средств (Statistica)». Расчет основных статистических характеристик, построение гистограмм и графиков. Проверка статистических гипотез. Проведение регрессионного и корреляционного анализов. Решение задач классификации (практические занятия - 12 часов). Специальный УМ по направлению «Машиностроение» включает следующие темы: Тема 1. Основные конструктивные особенности станков с ЧПУ. Первые системы программного управления. Механические аналогии числового программного управления. Применение первых металлообрабатывающих станков с числовым программным управлением. Принцип организации управления движением в станке с числовым программным управлением. Замкнутые и разомкнутые системы управления. Системы датчиков обратной связи. Шаговые электродвигатели. Шарико-винтовые пары (лекции - 1 час); Тема 2. Кинематика станков с ЧПУ: специфика расположения системы координат станка, настройка станков ЧПУ. Системы координат станка с числовым программным управлением. Определение направления осей координат станка. Нулевые точки систем координат станка. Основные типажи станков с числовым программным управлением. Плечи настройки станка с числовым программным управлением. Настройка «ноля программы». Реферирование станка с числовым программным управлением. Настройка вылета режущего инструмента. Контурная коррекция. Расчет эквидистанты. Таблицы корректоров (лекции - 1 час); Тема 3. Язык программирования станков с ЧПУ. Структура языка ISO 7-bit. Базовые понятия: Кадр. Слово. Адрес. Число. Формат кадра. Организация последовательного выполнения управляющей программы. Модальность. Группы модальности (лекции - 1 час); Тема 4. Геометрические основы программирования станков с ЧПУ. Перемещение рабочего органа станка. Инкрементальная и абсолютная система счисления. Прямоугольная, полярная, цилиндрическая и сферическая система координат. Прямолинейная и круговая интерполяция (лекции - 1 час); Тема 5. Команды языка программирования станков с ЧПУ - ISO 7-bit. Адреса кодирования координат. Основные и вспомогательные адреса (практические занятия - 1 час); Тема 6. Команды языка ISO 7-bit: Основные адреса. Адреса кодирования режимов обработки. Адреса управления сменой (практические занятия - 1 час); Тема 7. Команды языка ISO 7-bit: Описание G-кодов. Команды управления перемещением (G00, G01, G02, G03). Команды выдержки времени (G04 F, G04 S). Команды выбора плоскости интерполяции (G17, G18, G19). Команды коррекции радиуса инструмента (G40, G41, G42). Команды управления режимов работы шпинделя и вывода подачи (G94, G95, G96, G97, LIMS) (практические занятия - 1 час); Тема 8. Команды языка ISO 7-bit: Описание М-кодов. Команды управления работой программы (М00, М01, М02). Команды управления шпинделем (М03, М04, М05). Управление рукой манипулятором магазина смены инструмента (М06). Команда управления подачей СОЖ (М07, М08, М09) (практические занятия - 1 час); Тема 9. Разработка управляющих программ. Анализ и структура управляющей программы. Организация типовой структуры управляющей программы. Шапка и конец управляющей программы. Организация переходов в управляющей программе. Организация и структура рабочих ходов. Граф рабочих ходов (лекции - 4 часа); Тема 10. Определение геометрических характеристик траектории. Определение угла наклона траектории. Длина прямолинейного и кругового движения. Определение радиуса окружности траектории. Угол раствора сектора окружности траектории (практические занятия - 4 часа); Тема 11. Определение технологических характеристик траектории. Определение времени выполнения кадра. Определение критического диаметра. Определение оборотов шпинделя и скорости резания. Определение минутной и оборотной подачи (практические занятия - 4 часа). Специальный УМ по направлению «Техника и технологии строительства» посвящен САПР информационного моделирования зданий (BIM), структура и тематика модуля приведены в работе [3]. 3. Реализация дополнительных профессиональных программ в сфере электронного обучения. ДПП «Реализация образовательных программ с применением электронного обучения» была проведена в 2016-2017 году на факультете повышения квалификации преподавателей ПНИПУ для направлений: «Прикладная геология, горное дело, нефтегазовое дело, геодезия», «Машиностроение» и «Техника и технологии строительства». По программам повышения квалификации прошли обучение 76 слушателей из числа профессорско-преподавательского персонала Пермского национального исследовательского политехнического университета, что составило 31,7 % от среднего за год количества слушателей ФПКП и свидетельствует о востребованности дополнительных профессиональных программ в сфере электронного обучения. На рис. 1 приведены данные о квалификационном уровне слушателей. Без степени 44 чел. Доктора наук 11 чел. Кандидаты наук 21 чел. Рис. 1. Квалификационный уровень слушателей ДПП в сфере электронного обучения Больше половины слушателей (44 чел.) представляли преподаватели без ученой степени, при этом большая часть из которых (28 чел.) имела педагогический стаж менее пяти лет. Тем не менее интерес к ДПП в сфере электронного обучения проявили также слушатели с высшей научной квалификацией (11 докторов наук), что показывает актуальность, продвинутый уровень и достаточную специализацию программ повышения квалификации по соответствующим направлениям. Все слушатели были из числа преподавателей выпускающих кафедр, подавляющее большинство представляли кафедры, осуществляющие подготовку бакалавров, магистров и специалистов по направлениям «Прикладная геология, горное дело, нефтегазовое дело, геодезия», «Машиностроение» и «Техника и технологии строительства». Распределение слушателей по направлениям ДПП в сфере электронного обучения приведено на рис. 2. В основном выбор слушателем направления ДПП соответствовал направлению основной профессиональной образовательной программы, определяющей учебную нагрузку преподавателя. В качестве исключения можно выделить ДПП «Реализация образовательных программ с применением электронного обучения по направлению «Машиностроение», по которой прошли повышение квалификации 2 преподавателя с направления «Технологии материалов». Интересно отметить, что все остальные слушатели ДПП имели учебную нагрузку по направлению «Машиностроение» и являлись преподавателями четырех факультетов ПНИПУ, профиль подготовки выпускающих кафедр которых относится к общему, электроэнергетическому, химическому и специальному машиностроению. Рис. 2. Распределение слушателей по направлениям ДПП Более высокий интерес слушателей к ДПП «Реализация образовательных программ с применением электронного обучения по направлению «Техника и технологии строительства» связан с освоением САПР информационного моделирования зданий (BIM), которая обеспечивает информационное моделирование городской среды, планирование территории застройки, моделирование строительных конструкций и технологического сопровождения, инженерных систем и коммуникаций отопления, водоснабжения и водоотведения. ДПП по направлению «Техника и технологии строительства» охватила большинство специальных учебных дисциплин строительного профиля. ДПП по направлениям «Машиностроение» и «Прикладная геология, горное дело, нефтегазовое дело, геодезия» носили более специализированный характер в сфере информатизации технологического обеспечения машиностроительных производств и статистической обработки геоданных соответственно. Следует обратить внимание на низкий интерес к ДПП в сфере электронного обучения со стороны профессорско-преподавательского персонала кафедр, обеспечивающих учебный процесс по соответствующим направлениям. Только 1 слушатель из числа преподавателей естественно-научных или гуманитарных дисциплин, имеющий учебную нагрузку по направлению «Техника и технологии строительства», прошел повышение квалификации по ДПП соответствующего направления. Данные о педагогическом стаже слушателей ДПП в сфере электронного обучения приведены на рис. 3. Обращает на себя внимание большая доля слушателей (36,8 %) с педагогическим стажем до пяти лет, также на рис. 3 представлены все остальные категории (от 10,5 до 14,5 %). До 5 лет, 28 чел. Более 25 лет, 8 чел. 21-25 лет, 8 чел. 16-20 лет, 9 чел. 11-15 лет, 9 чел. 6-10 лет, 11 чел. Рис. 3. Педагогический стаж слушателей ДПП в сфере электронного обучения Квалификационный состав слушателей ДПП в сфере электронного обучения в зависимости от педагогического стажа представлен на рис. 4. На рис. 4, но здесь не представлено количество слушателей с педагогическим стажем до пяти лет (28 чел.), поскольку в данной категории не были представлены доктора и кандидаты наук, при этом среди слушателей с педагогическим стажем от 15 до 25 лет были исключительно преподаватели со степенью доктора или кандидата наук. Рис. 4. Квалификационный уровень слушателей с учетом педагогического стажа Тематика ИАР в полном объеме соответствует структуре и содержанию учебной нагрузки преподавателей-слушателей ДПП «Реализация образовательных программ с применением электронного обучения», а также отражает научные интересы слушателей. Результаты ИАР позволили актуализировать основные профессиональные образовательные программы по направлениям «Прикладная геология, горное дело, нефтегазовое дело, геодезия», «Машиностроение», «Технологии материалов» и «Техника и технологии строительства». 4. Результативность дополнительных профессиональных программ в сфере электронного обучения. В качестве ключевого результата ДПП «Реализация образовательных программ с применением электронного обучения» рассматриваем методические разработки и научные публикации слушателей по материалам ИАР. В первую очередь следует выделить учебные пособия по изучению функциональных свойств многослойных пленок [4], методов проектирования машиностроительных изделий [5], по управлению техногенными отходами [6] и проектированию стальных ступенчатых колонн [7], учебно-методические пособия по основам прогнозирования нефтегазоносности [8] и вероятностным методам расчета конструкций [9], а также методические указания по освоению ряда учебных дисциплин по направлению «Технологии материалов» [10-13]. Все указанные методические разработки являются электронными ресурсами и доступны в электронной библиотеке ПНИПУ. Среди научных публикаций по материалам ИАР следует отметить электронные ресурсы, индексируемые в международной системе Scopus, которые позволяют использовать элементы электронного обучения при организации самостоятельной и научно-исследовательской работы студентов. Представленные слушателями работы по исследованию: запасов нефтяных месторождений методом рентгеновской томографии [14], колебаний газа в лабиринтном уплотнении ротора [15], влияния ультра- и нанодисперсных добавок на структуру и свойства газобетона [16], магнитной активации нефти для защиты от асфальтосмолопарафиновых отложений [17], трещиновато-пористых коллекторов в нефтяных месторождениях [18] и слоисто-неоднородных пластах [19] опубликованы как электронные ресурсы свободного доступа. Остальные материалы ИАР опубликованы в виде статей в научных журналах, большая часть из которых представлена в разных сериях журнала «Вестник ПНИПУ». В журнале «Вестник ПНИПУ. Геология. Нефтегазовое и горное дело» представлены работы слушателей по изучению механизмов магнитной активации нефти для защиты добывающих скважин [20] и по исследованию керна карбонатных отложений методами рентгеновской томографии [21]. Результаты ИАР по прогнозированию и технологическому обеспечению показателей качества геометрических параметров компрессорных лопаток газотурбинного двигателя [22] опубликованы в журнале «Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника». В выпусках журнала «Вестник ПНИПУ. Строительство и архитектура» опубликованы статьи по перспективам использования фотоэлектрических преобразователей [23], влиянию изменения инсоляции квартир на энергосбережение [24], освоению подземного пространства города Перми [25], совершенствованию схемы очистки сточных вод от отходов нефтехимического производства [26] и развитию зеленого каркаса городской территории [27]. Результаты ИАР по проектированию фитофильтров для очистки поверхностных сточных вод [28], по управлению экологически значимыми параметрами производства строительных материалов [29], структурно-имитационному моделированию фибробетонного композита [30] и информационно-аналитической системе оценки парковочной емкости объектов [31] нашли отражение в публикациях журнала «Вестник ПНИПУ. Прикладная экология. Урбанистика». В этой же серии журнала опубликованы статьи по исследованию ландшафтов прибрежных территорий [32], анализу микроклимата здания в заданных климатических условиях [33] влиянию геометрии арматуры на распределение нагрузки в сталежелезобетонной конструкции [34], выбору метода построения функций принадлежности [35] и сохранению исторического квартала города [36], отражающие темы ИАР слушателей. Указанные серии журнала «Вестник ПНИПУ» не только соответствуют приоритетным направлениям развития университета и входят в перечень ВАК РФ, но также имеют полнотекстовую электронную версию, что позволяет использовать элементы электронного обучения при организации самостоятельной и научно-исследовательской работы студентов. В целом следует признать высоким качество и тематическое разнообразие научных публикаций, в которых нашли отражение результаты ИАР, и определенную ограниченность тематики ИАР, направленной на развитие методического обеспечения основных профессиональных образовательных программ. При выборе тем ИАР следует обращать внимание слушателей на необходимость разработки методических указаний по освоению учебных дисциплин, проведению практических и лабораторных работ, научно-исследовательской и самостоятельной работы студентов с применением электронного обучения и дистанционных образовательных технологий. Выводы. ДПП «Реализация образовательных программ с применением электронного обучения» как программа повышения квалификации профессорско-преподавательского персонала технического университета по направлениям «Прикладная геология, горное дело, нефтегазовое дело, геодезия», «Машиностроение» и «Техника и технологии строительства» обладает следующими качествами: · ДПП «Реализация образовательных программ с применением электронного образования» имеет комплексный характер, по уровню и содержанию соответствует также требованиям ФГОС ВО по направлению подготовки кадров высшей квалификации 44.06.01 - Образование и педагогические науки; · Освоение ДПП обеспечивает выполнение требований профессионального стандарта 01.004 к образованию и обучению профессорско-преподавательского персонала университетов и других организаций ВО, преподавателей и методистов организаций СПО по профилю педагогической деятельности; · Опыт реализации в ПНИПУ выявил высокий интерес к освоению ДПП в сфере электронного обучения со стороны преподавателей специальных дисциплин, особенно среди преподавателей с педагогическим стажем менее пяти лет. · Следует обратить внимание на необходимость профильного повышения квалификации преподавателей естественно-научных и гуманитарных дисциплин в сфере электронного обучения, обеспечивающих учебный процесс по направлениям «Прикладная геология, горное дело, нефтегазовое дело, геодезия», «Машиностроение» и «Техника и технологии строительства». · Результативность ДПП в сфере электронного обучения в значительной степени была обеспечена публикационной активностью слушателей, результаты итоговых аттестационных работ нашли отражение в научных статьях. В дальнейшем при выборе тем итоговых аттестационных работ слушателями следует обратить внимание на разработку методического обеспечения учебного процесса, методических указаний по освоению учебных дисциплин, проведению практических и лабораторных работ, научно-исследовательской и самостоятельной работы студентов с применением электронного обучения и дистанционных образовательных технологий. В заключение следует выразить благодарность сотрудникам ПНИПУ, обеспечившим подготовку и проведение ДПП в сфере электронного обучения: - по направлению «Прикладная геология, горное дело, нефтегазовое дело, геодезия» - доценту кафедры геологии нефти и газа, кандидату технических наук О.А. Мелкишеву; - по направлению «Машиностроение» - доценту кафедры инновационных технологий машиностроения, кандидату технических наук В.Р. Туктамышеву; - по направлению «Техника и технологии строительства» - старшим преподавателям кафедры строительных конструкций и вычислительной механики В.Г. Зелениной и С.Г. Пуйсанс.

Об авторах

А. А Чекалкин

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Е. Ю Макарова

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Список литературы

Статистика

Просмотры

Аннотация - 52

PDF (Russian) - 31

Ссылки

• Ссылки не определены.