Повышение эффективности учебного процесса на основе...

Донбасская государственная машиностроительная академия

Повышение эффективности учебного процесса на основе развития специализаций

и информационно-коммуникационных технологий

Проф. Тарасов А.Ф. tarasov@dgma.donetsk.ua, kit@dgma.donetsk.uahttp:\\itp.dn.ua

Development of Embedded System Courses with implementation of Innovative Virtual approaches

for integration of Research, Education and Production in UA, GE, AM

Специальность «Информационные технологии проектирования»

(кафедра КИТ)

Галузь знань: 12 "Інформаційні технології"Спеціальність: 122 "Комп’ютерні науки та

інформаційні технології"Спеціалізації: • Інформаційні технології в техніці та бізнесі• Інформаційні технології в WEB-орієнтованих

системах• Інформаційні технології в медицині

Развитие специализаций

Информационные технологии в технике и бизнесе

Обучаемые получают навыки: проектирования, разработки и реализации различного рода информационных систем, а также других программных систем, применяемых в настоящее время практически в любой сфере деятельности: на промышленных предприятиях различного профиля (3D-проектирование, моделирование и др.), в банковском секторе, в области систем электронной коммерции (базы данных и знаний), ювелирной промышленности (создание фотореалистических изображений, 3D-печать и др.) . Применение полученных знаний:на производственных предприятиях различного профиля, в проектно-конструкторских и научно-исследовательских центрах, на предприятиях банковской сферы; в компаниях и фирмах, занимающихся разработкой и внедрением информационных систем и технологий, а также программированием прикладного программного обеспечения для всех сфер человеческой деятельности.

Развитие специализаций

Информационные технологии в WEB-ориентированных системах

Обучаемые получают навыки: создания web-приложений различного назначения с использованием сетевых технологий, информационных порталов, технологий информационного обеспечения рекламной деятельности и создания программ для мобильных систем; создания интеллектуальных систем информатизации и управления для органов государственной власти и местного самоуправления, финансово-экономических и банковских организаций (электронные банки, компании, холдинги и т.п.), производства (электронные предприятия и т.п.), ЖКХ (электронные города, дома, коммуникации и т.п.), поддержки социально-культурной сферы (электронные школы, университеты, библиотеки, музеи, больницы, магазины и т.п.) и др.

Применение полученных знаний:разработчика программного обеспечения, Web-сайтов и баз данных; администрирование сетей; разработка вычислительных, управляющих и микропроцессорных систем; разработка автоматизированных систем управления технологическими процессами; разработка и эксплуатация компьютерных сетей и средств телекоммуникаций; производство вычислительной и другой цифровой техники; эксплуатация современных программно-технических комплексов.

Развитие специализаций

Информационные технологии в медицине

Обучаемые получают навыки: инженерно-технического обеспечения медицинского оборудования, приборов, аппаратов, систем и комплексов медико-биологических исследований; разработки новых методов исследования биологических объектов, а также медицинских технологий с применением технических средств, биомедицинских приборов, аппаратов; применения вычислительных средств для обработки информации при создании и эксплуатации баз данных в медицине.

Применение полученных знаний:работа в медицинских учреждениях (больницах, поликлиниках, диагностических центрах, научно-исследовательских медицинских и биологических центрах, лабораториях, институтах), а также на предприятиях сервисного обслуживания медицинской техники и в коммерческих структурах.

• 1 Розробка web –орієнтованих систем на основі фреймворків та web-сервісів 3 кр/90 год.

• 2 Розробка web –орієнтованих корпоративних систем 3 кр/90 год.

Новые дисциплины для всех специализаций

Новые дисциплины для специализаций

• 1 Розробка інтерактивних web-орієнтованих систем 3 кр/90 год.

• 2 Розробка web –орієнтованих прикладних систем 3 кр/90 год.

• 3 Принципи побудови інтерфейсу для мобільних систем 2 кр./60 год.

• 1 Вузли та елементи медичної техніки 1,5 кр./45 год

• 2 Біотехнологічні системи і технології 3 кр/90 год.

• 3 Біомедична механіка 3 кр/90 год.

Новые дисциплины для специализаций

Направления развития специальности

Расширение интегрированного использования CAD/CAM/CAE-систем + Топологическая

(структурная) оптимизацияВозможность проектировать оптимальные конструкции на основе МКЭ и интеграции специализированного программного обеспечения с САЕ – системами

Направления развития специальности

Технологии 3D-печати• Возможность быстрого производства геометрически сложных деталей

без необходимости механической обработки (т.н. «субтрактивных» методов – фрезеровки, сверления и пр.).

• Производство практически безотходно, что выгодно отличает процесс от существующих технологий.

• Построение моделей занимает порядка несколько часов, что несоизмеримо более выгодно, чем другие процессы.

Направления развития специальности

Все больше предметов будут подключаться к глобальной сети, тем самым создавая новые возможности в сферах: безопасности, аналитики и управления, открывая новые и более широкие перспективы и способствуя повышению качества жизни населения.

Интернет вещей - сеть, в которой небольшие малосвязанные сети образуют более крупные.

Направления развития специальности

• 1 уровень связан с идентификацией каждого объекта.• 2 уровень предоставляет сервисы обслуживания потребителя

(сеть собственных «вещей», пример – «умный дом»).• 3 уровень - урбанизация

городской жизни («умный город»).

• 4 уровень – сенсорная планета.

Технологии• Радиочастотная

идентификация (RFID).• Беспроводные сенсорные

сети.

Четыре уровня сети:

Технологии и обеспечение учебного процесса с

применением ИКТ1 Технологии обучения, основанные на ИКТ:

• Дистанционное обучение• Смешанное обучение • Обучение в сотрудничестве• UNIT Factory, бесплатное обучение

программированию без учителей, лекций и оценок.

2 Методическое обеспечение учебного процесса3 Техническое обеспечение учебного процесса (Новое оборудование и программное обеспечение). Переход к широкому иcпользованию ЕS.

Обучение в сотрудничестве

Это организация учебного процесса, которая обеспечивает студентам (от двух до шести человек различных специальностей) возможность работать вместе над решением общей задачи, чтобы совместно получать знания, лучше осваивать и понимать содержание.

Индивидуалисты Работа в коллективе: «Нос к носу» («глаза в глаза»)

Обучение в сотрудничестве

Обучение в сотрудничестве

Структура обычного процесса обучения

Ответственность студента

Ответственность преподавателяМодель обучения группы (лекции) “Я делаю это”

Методические инструкции(практика)

“Мы делаем это”

Независимый

“Работа в одиночку”

Сам. работа

Мотивация применения метода работы в команде. Пирамида обучения

Средний уровень сохранения контингента

Lecture

Reading

Audio-Visual

Demonstration

Discussion Group

Practice By Doing

Научить других / непосредственное использование знаний

5%

10%

20%

30%

50%

75%

90%

• Изучаемые навыки общения, как ожидается, будут помогать студентам координировать свои усилия в достижении поставленных целей и лучше адаптироваться в профессиональной деятельности;

• Все работают над задачей и работа в команде стимулируется;

• Все члены группы несут ответственность за результат

Зачем нужна работа в команде и общие навыки?

• Эффективная работа в команде позволяет получить желаемые результаты гораздо быстрее, чем при одиночной работе.

• Командная работа позволяет оптимизировать расходы и значительно повысить рентабельность бизнеса.

Эффективность работы в команде для производства

• Каждому члену команды такая работа дает свои преимущества, работать в команде всегда легче, чем в одиночку.

• При успешной работе в команде - больше возможностей для продвижения по карьернойлестнице.

Групповая цель максимизирует цели всех членов обучения

Чтобы начать эффективно работать в команде, необходимо быстро найти взаимопонимание с другими членами коллектива;

• Уметь отстаивать свои позиции; • Грамотно планировать свое рабочее время; • Постоянно совершенствовать свои

профессиональные навыки;• Сдерживать собственные

амбиции и оказывать всестороннюю помощь своим коллегам;

Достигать успеха вместе! Обязанности членов коллектива

С чего начинается наука…(ИТУ, Германия)

Bachelor’s degree

• Mechanical Engineering• Automotive Engineering• Mechatronics

• Electrical Engineering and Information Technology

• Computer and Systems Engineering

• Biomedical Engineering

Структура подготовки инженеров (ИТУ, Германия)

Интенсивная специальная подготовка…

по механике, электронике, автоматике, программированию

Представление проекта. Соперничество

Что нужно знать для работы в команде?

• - механика, электромеханика; - электроника, автоматика, контроллеры; - принципы управления; - программирование, информационные технологии.

а1

а2

11 Yх

2х

1х

2х

Вершина

Дуга

У1

Х1

Начало

Х2

Конец

а1

а2

а1

0

1

0

1

Что нужно уметь?• - ставить задачи и представлять результаты;• - пользоваться специальным

«инструментом» для проектирования «оборудования»;

• - владеть математическим аппаратом для реализации алгоритмов работы сложных систем;

• - программировать…

Развитие материальной базы кафедр ФАМИТ

Семинар «Altium Designer»

Разработка и изготовление платы

Процесс разработки печатных плат (PCB)

Переподготовка преподавателей и студентов (базовый уровень подготовки)

Семинар «Программирование Arduino»

Обучение преподавателей и студентов(базовый уровень подготовки)

Машинка с управлением на основе Arduino

Информация о системе специализированной

подготовки инженеров в ИТУ, Германия

Участие в вебинарах по PTC Creo,

Moodle, Altium Designer;

Подбор учебных материалов в Интернете;

Программное обеспечение для самообучения.

Стимулирование персонала к повышению квалификации

Повышение уровня подготовки студентов по специальным

дисциплинам (семинар и практика Creo)

Задачи для практических занятий в 2015-2016 году(CAD Creo).

Внедрение виртуальных лабораторий с удаленным

управлением с применением встраиваемых систем

Студенческая наука (НИРС, олимпиады, конференции)

Участие в программефирмы Delcam для

университетов Украины XI Конкурс студенческих работ на именные премии Делкам

Подведены итоги 11-го ежегодного Конкурса студенческих работ на именные премии Делкам. В этом году мы получили рекордное количество конкурсных работ: 33 работы из 17 университетов (в 2009г. - 24 работы из 10 университетов). Работы оценивались 21-м судьей. С увеличением числа поступивших на конкурс работ им пришлось много потрудиться, и мы хотим поблагодарить их всех за их время и старания. В этом году было решено присудить два 1-х места.

Награждение победителей конкурса студенческих работ в посольстве Великобритании,

г.Киев

XI Конкурс студенческих работ на именные премии Делкам Подведены итоги 11-го ежегодного Конкурса студенческих работ на именные премии Делкам. В этом году мы получили рекордное количество конкурсных работ: 33 работы из 17 университетов (в 2009г. - 24 работы из 10 университетов). Работы оценивались 21-м судьей. С увеличением числа поступивших на конкурс работ им пришлось много потрудиться, и мы хотим поблагодарить их всех за их время и старания. В этом году было решено присудить два 1-х места.

Награды победителей конкурса студенческих

работ2010 г. - 3-е место Белоконь Р. 2011 г. – 2-е место Сидоров А.2012 г. – 2-е место Лысенко Н., Яковлев Д.2013 г. – 1-е место Коба Д., Красько З.2014 г. – 3-е место в номинации ArtCAM Касьянюк А., Поощрительный Диплом Денисюк С.2015 г. – 3-е место Аванесян А., Винников А. В номинации ArtCAM – Поощрительные Дипломы Денисюк С., Касьянюк А.

XI Конкурс студенческих работ на именные премии Делкам

Подведены итоги 11-го ежегодного Конкурса студенческих работ на именные премии Делкам. В этом году мы получили рекордное количество конкурсных работ: 33 работы из 17 университетов (в 2009г. - 24 работы из 10 университетов). Работы оценивались 21-м судьей. С увеличением числа поступивших на конкурс работ им пришлось много потрудиться, и мы хотим поблагодарить их всех за их время и старания. В этом году было решено присудить два 1-х места.

Создание динамических моделей в CAD-системе (Белоконь Р.)

Модель часов с подвижной секундной стрелкой

Визуальное структурное проектирование изделий в

PowerSHAPE

Структурный граф изделия

Сгенерированная модель штампа

Исходное 2d изображение в формате bmp

Построение поверхностей по массиву точек (Генератор

ландшафта) Сидоров А.

Полученный 3d рельеф по двухмерному изображению в Генераторе ландшафта с использованием OpenGL

Примеры построения поверхностей

Исходные и сглаженные изображения «Лабиринта Минотавра» в «Генераторе ландшафта», дефекты устранены

Построение параметрической твердотельной модели брекета в

PowerSHAPE (Лысенко Н., Яковлев Д.)

Последовательность автоматизированного построения брекетов в заданных точках

поверхности моделей зубов

Результат проектирования брекет– системы с установленной проволочной дугой

Награждение победителей конкурса студенческих

работ

Лысенко Н., Яковлев Д.

XI Конкурс студенческих работ на именные премии Делкам

Подведены итоги 11-го ежегодного Конкурса студенческих работ на именные премии Делкам. В этом году мы получили рекордное количество конкурсных работ: 33 работы из 17 университетов (в 2009г. - 24 работы из 10 университетов). Работы оценивались 21-м судьей. С увеличением числа поступивших на конкурс работ им пришлось много потрудиться, и мы хотим поблагодарить их всех за их время и старания. В этом году было решено присудить два 1-х места.

Интерфейс разработанной системы автоматизированного проектирования

Интерфейс PowerMILL

Интерфейс САПР на основе PowerMILL

Обработка металлографических изображений

(Абрашин А., Рыпаленко Д.)

Пример распознавания микроструктуры стали и аппроксимации зерен

окружностями

Пример выделения фазы металла

Спасибо за внимание