CC BY
28
Sladkov Valeriy Yurievich, doctor of technical sciences, professor, [email protected], Russia, Tula, Tula State University,
Borzenkova Svetlana Yurievna, candidate of technical sciences, docent, teh-nolaramhler. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.331
АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МУЛЬТИМЕДИЙНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ПРЕПОДАВАНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН
С.В. Ершов
Выполнен анализ возможности преподавания электроэнергетических дисциплин в рамках подготовки кадров высшей квалификации на основе широкого использования в учебном процессе современных информационных мультимедийных технологий. Отмечаются особенности разработки мультимедийного контента и тестовых заданий по электроэнергетическим дисциплинам.
Ключевые слова: современные информационные мультимедийные технологии, интерактивные учебные пособия.
В последнее время изучение электроэнергетических дисциплин в вузах сталкивается с растущими объемами и сложностью преподаваемого материала, с ограничением количество часов, отведенное на преподавание. В подобных условиях «классические» формы преподавания в виде чтения лекционного материала требуют пересмотра и совершенствования. Кроме того, возрастает необходимость конкретизации в изложении материала и требования качественного предоставления информации для студентов. Возникает насущная потребность скорейшего развития у студентов умения эффективного и творческого применения изложенного материала, требуется принципиально иной подход к формированию учебно-методического комплекса электроэнергетических дисциплин. Подобный подход должен быть направлен на расширение внеаудиторной и самостоятельной работы студентов, но без ущерба для качества подготовки специалистов. Современный метод обучения должен быть преобразован из чисто механического толкования электроэнергетического материала по учебной литературе в аудитории, к более творческому контакту со студентами. Направленность аудиторных занятий должна склоняться к совместному нахождению правильных решений рассматриваемой проблемы. Таким образом, для достижения большей эффективности при преподавании электроэнергетических дисциплин требуется уделять больше внимания вопросам создания благоприятных условий для самообразования и саморазвития студентов.
218
Процесс преподавания в наибольшей степени должен быть ориентирован не только на усвоение необходимых компетенций, знаний, умений и навыков, но и также на общее развитие, умение логически мыслить, адекватно применять методики сбора и обработки полученной информации. Использование такого подхода позволит выполнить переход от устаревшей формы «образование, полученное на всю жизнь» к «образованию получаемое в течение всей жизни».
Эффективнее всего такой подход к преподаванию электроэнергетических дисциплин может быть реализован с учетом применения новых форм обучения, на основе широкого использования современных мультимедийных технологий [1].
При реализации данного подхода в высшем учебном заведении обязательно нужно учитывать, что учебные материалы при преподавании электроэнергетических специальностей в вузах, из-за особенностей дисциплин, достаточно сильно отличаются от информации, которая содержится в составе гуманитарных наук. В большинстве случаев, материалы даваемые студентам электроэнергетических специальностей имеют более широкое разнообразие диаграмм, графиков, таблиц, рисунков и тому подобное. И данную особенность нельзя не учитывать в практике преподавания электроэнергетических дисциплин.
Конечно же, при этом нельзя не вспомнить и о проблемах, с которыми сталкиваются преподаватели электроэнергетических дисциплин в вузах, и которые в последнее время стали особенно актуальны в связи с не самым высоким уровнем качества исходного графического материала. Большинство существующих литературных источников, либо интернет ресурсов содержат информацию, значительно устаревшую на современном этапе развития. Качество изображения различных схем, чертежей, рисунков, как правило, не отвечает современным требованиям. Чаще всего по имеющемуся материалу невозможно досконально проанализировать электрическую или энергетическую схему. Графические материалы, особенно в учебных пособиях прошлого столетия не соответствуют требованиям действующих стандартов.
В связи с изложенным остается нерешенным вопрос: какие средства, методы и технологии обучения могут значительно повысить эффективность образовательного процесса и, следовательно, качество учебно-методических материалам по электроэнергетическим дисциплинам? Какие шаги необходимо предпринять для того чтобы устранить изъяны при донесении информации и повышения уровня практических навыков специалистов электроэнергетического профиля.
Всем преподавателям вузов хорошо известно, что время, выделяемое для проведения занятий, в большой степени ограничено, а процесс освоения компетенций и навыков требует значительных временных затрат. Таким образом, достаточно актуальной является проблема увеличения интенсивности процесса обучения без потери качества.
При освоении электроэнергетических дисциплин, одним из способов доведения до студентов значительных объемов текстовой информации, может является графическо-визуальное представление материала на основе широкого использования мультимедийных технологий. С учетом накопленного опыта можно сделать вывод, что большинство студентов электроэнергетических специальностей, в силу своего менталитета, как правило, способно к более эффективному усвоению учебного материала, представленного в графическо-визуальной форме. Процесс анализа информации при таком способе подачи информации становится более эффективным. Конкретная графическо-визуальная информация, на основе мультимедийной графики и анимации гораздо лучше усваивается студентами электроэнергетических специальностей.
Использование таких современных технологий обучения в последнее время неоднократно доказали свою эффективность. Они довольно легко реализуется в современных компьютерных (электронных) формах обучения. Кроме того, разработка мультимедийных учебных пособий не требует крупных материальных затрат, что также является их значительным преимуществом [1].
Одной из главной проблем при реализации данного подхода заключается в выборе наиболее оптимальных методов представления графической информации. Также немаловажным фактором является «качество изображения» на мониторе компьютера, видео панелей или мультимедийной доски. Для того, чтобы повысить четкость и детализацию материала, необходимо повышать фотореалистичность изображений. Этот факт приобретает наибольшую актуальность, когда речь идет об изучении электроэнергетических дисциплин, таких как электроснабжение, электроэнергетические системы и сети, кабельные и воздушные линии, релейная защита и автоматизация систем электроснабжения, микропроцессорные технологии в электроэнергетике, электрические аппараты, электрические станции и подстанции и многие др.
Пример презентации учебного материала с использованием мультимедиа, представлен на рис. 1.
Так как графическое представление информации, направлено на формирование определенных процессов мышления с учетом анализа изображений, поэтому разработка мультимедийного обучающего материала требует повышенного внимания не только в содержательной части, но и в способе представления графической информации. Кроме того, очень важным является метод психологического усвоения изучаемого материала. Преподаваемый материал должен развивать у студента как рациональные, так и практические аспекты. Применение в процессе обучения, таких средств как анимация, видео-презентация «объединяют» логику и эмоциональную сферу (практическое мышление) студента. Данная технология
220
обеспечивает значительное сокращение длительности усвоения материала, приводит к уменьшению числа ошибок из-за неоднозначного понимания изучаемого материала.
Рис. 1. Пример презентации учебного материала по дисциплине «Релейная защита»
Организация обучения студентов с учетом рассмотренных принципов, позволяет перейти от совместно-разделенной (преподаватель - студент) концепции обучения к индивидуальной форме освоения получаемой технической информации на основе таких быстроразвивающихся форм образования как самообразование и саморазвитие, что также способствует повышению уровня дифференциации обучения. Студент может изучать учебный материал самостоятельно и осуществлять самотестирование с помощью средств компьютерной оценки. Уровень сложности задач может в значительной степени варьироваться по мере усвоения умений и навыков.
Компьютерное тестирование - это получившее в настоящее время широкое распространение форма проверки знаний студентов, которая позволяет сэкономить время, и избавить студентов и преподавателей от механической, рутинной работы, от огромной массы бумажных бланков и задачи, а также активизировать процесс обучения, без ущерба для качества обучения.
Авторы некоторых работ [2, 3] рекомендуют, при разработке тестового задания, следовать правилу «чистоты объекта». Например, содержание тестов по промышленной электроэнергетике должны отражать суть проблемной ситуации при проведении экспериментальных наблюдений, а не быть направлены на оценку уровня знаний в физике. Но в случае с электроэнергетическими дисциплинами, это является недопустимым, посколь-
ку это замедляет профессиональное мышление, которое развивается с учетом одновременного (многостороннего) мышления, то есть, одновременного анализа одного явления с разных сторон. Это профессиональное качество формируется при изучении общепрофессиональных и специальных дисциплин электроэнергетики, на основе огромного количества факторов, которые содержат фундаментальные курсы. У студентов необходимо сформировать целостное восприятие специальности и возможность использовать весь объем накопленных знаний в процессе изучения электроэнергетических дисциплин. Обучение на основе использования принципа получения знаний лишь по одному предмету - тормозит профессиональное становление личности.
Примером многостороннего развития мышления может служить курс «Релейная защита и автоматизация систем электроснабжения», основанная на знаниях таких дисциплин, как физика, теоретическая механика, электроснабжение, коммутационные и электрические аппараты, электрические машины, и др. Охват всего спектра знаний в одночасье не приводит к творческому многостороннему подходу при изучении электроэнергетических систем. Для этого и нужно развивать многоплановое мышление, особенно в процессе финального тестирования, позволяющего выявить недостатки в знаниях студентов и магистров, и определить направления корректировки учебно-методических комплексов по этим вопросам с целью выработки у студентов многогранного подхода при анализе параметров сложных электроэнергетических систем.
Также необходимо обращать внимание на еще одну значительную особенность изучения эле5троэнергетических дисциплин в вузах - это методика проведения лабораторных работ, которая требует использования специфического лабораторного оборудования, агрегатов, аппаратов, измерительного инструмента, и, следовательно, больших энергетических мощностей. Кроме того, лабораторное оборудование, как правило, имеет высокую стоимость, сложность и опасность поражения электрическим током, что требует привлечение для ее наладки, эксплуатации и обслуживания высококвалифицированного персонала.
Современные программные средства и продукты дают возможность за счет использования компьютерной техники разрабатывать имитационные и математические модели практически любого электроэнергетического оборудования с требуемым набором реальных параметров. Таким образом, выход в такой ситуации можно отыскать за счет применения современных информационных технологий - интерактивных учебных пособий, которые сокращают потребность в применении реального оборудования и способны одновременно повысить эффективность обучения [1].
Компьютерные модели и видеопрезентации позволяют студенту изучить конструкцию энергетического оборудования, исследовать его режимные параметры, основные компоненты и их функции, основные харак-
теристики электроэнергетических устройств. Поэтому при разработке компьютерных и имитационных моделей, видео- и интерактивных средств обучения для электроэнергетических дисциплин необходимо основываться на параметрах и характеристиках современного существующего оборудования. Использование учебных фильмов, мультимедийных презентаций, видеороликов, рекламных материалов фирм-производителей электроэнергетического оборудования позволяет снабдить студента необходимой информацией о практических аспектах управления и принципах функционирования электроэнергетических систем.
Фрагмент видеолекции с использованием современных информационных технологий представлен на рис. 2.
Рис. 2. Фрагмент видеолекции по дисциплине «Релейная защита и автоматизация систем электроснабжения»
Следует отметить, что при переходе на рассмотренные высокоэффективные формы преподавания электроэнергетических дисциплин интенсификация учебного процесса сочетает в себе использование как мультимедийных, так и интерактивных учебных пособий для всех видов учебных занятий, что содействует повышению эффективности усвоения, предусмотренных ФГОС компетенций. Разработка, апробация и совершенствование мультимедийных материалов, использование современных мультимедийных технологий отводит абсолютно новую роль преподавателя в процессе образования. И с учетом приоритета самостоятельности студентов способствует выведению эффективности преподавания электроэнергетических дисциплин на качественно новый уровень. Вырабатывает неподдельный интерес у студентов к будущей профессии энергетика.
223
Представленный подход, основанный на современных информационных технологиях, широко внедряемый в учебный процесс в Тульском государственном университете, показал свою эффективность при изучении таких дисциплин как электроснабжение, электроэнергетика, электрические станции и подстанции, релейная защита и автоматизации систем электроснабжения и продолжает широко развиваться при изучении других дисциплин электроэнергетического профиля.
Список литературы
1. Потемкин А.Н., Викулов А.С., Романовский Б.В. Использование интерактивных учебных пособий в условиях непрерывного профессионального образования. Современные научные исследования. Вып. 1. Концепт. 2013. ART 53322. URL: http://e-koncept.ru/article/695/ Гос. рег. Эл. № ФС 7749965.
2. Методологические правила конструирования компьютерных те-сов / В.И. Васильев, А.Л. Демидов, Н.Г. Малышев, Т.Н. Тягунова. М., 2000. 64 с.
3. Теоретическая механика. Статика, кинематика, динамика: учебное электронное пособие. Моисеев В.Б., Голощапов В.М., Викулов А. С. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2007611691. Заявка № 2007611312. Дата поступления 10 апр. 2007 г. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 23.04.2007 г.
Ершов Сергей Викторович, канд. техн. наук, доц., erschov.serrg@,mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
FEATURES OF APPLICATION OF MULTIMEDIA TECHNOLOGY IN TEACHING ELECTRICAL DISCIPLINES
S. V. Ershov
This article discusses some features of teaching electricity and electrical disciplines in the conditions of higher professional education on the basis of broad use in educational process modern information technologies multimedia. Marked features of the development of multimedia content and tests on electrical engineering disciplines.
Key words: modern information media technology, online tutorials.
Ershov Sergey Victorovich, candidate of technical sciences, docent, erschov. serrgamail. ru, Russia, Tula, Tula State University.
