CC BY
13
13.00.02 - ТЕОРИЯ И МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ И ВОСПИТАНИЯ (ПО ОБЛАСТЯМ И УРОВНЯМ ОБРАЗОВАНИЯ) (ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ НАУКИ), 13.00.08 - ТЕОРИЯ И МЕТОДИКА ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ (ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ НАУКИ) 13.00.02 - THEORY AND METHODS OF TRAINING AND EDUCATION (BY AREAS AND LEVELS OF EDUCATION) (PEDAGOGICAL SCIENCES), 13.00.08 - THEORY AND METHODOLOGY OF VOCATIONAL EDUCATION (PEDAGOGICAL SCIENCES)
УДК 378.147.88 ГОРИН А.В.
кандидат технических наук, доцент, кафедра меха-троники, механики и робототехники, Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева E-mail: [email protected] УСИКОВА И.Г.
студент, Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева E-mail: [email protected] ТОКМАКОВА М.А.
аспирант, Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева E-mail: [email protected] РОДИЧЕВА И.В.
студент, Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева E-mail: [email protected]
UDC 378.147.13 GORIN A.V.
Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Department of Mechatronics,Mmechanics and Robotics,
Orel State University E-mail: [email protected] USIKOVA I.G. Student, Orel State University E-mail: [email protected] TOKMAKOVA M.A. Graduate Student, Orel State University E-mail: [email protected] RODICHEVA I.V. Student, Orel State University E-mail: [email protected]
ОСНОВНАЯ КОНЦЕПЦИЯ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОЙ БЕРЕЖЛИВОЙ ЛАБОРАТОРИИ
ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ СТУДЕНТОВ
IMPROVING THE EFFICIENCY OF LABORATORY WORK ON THE STRENGTH OF MATERIALS WHEN TEACHING STUDENTS
В статье предложена концепция функционирования технической лаборатории, основанная на принципах 5С. Представлена схема расположения рабочих и учебных зон в учебной аудитории. Разработан алгоритм проведения лабораторной работы с учетом новейших требований к учебному процессу в ВУЗе.
Ключевые слова: бережливая лаборатория, правило 5С, программные продукты, формы обучения, учебная зона.
The article analyzes virtual laboratory work on the discipline of strength of materials, which are freely available on the Internet. It is proposed to use the existing laboratory work as basic for the study of the course. I implement the process of gradual mastering of theoretical material. The necessity of voice accompaniment of virtual laboratory works and self-control methods is shown.
Keywords: virtual lab, sample testing, computer graphics, learning process.
В условиях пандемии проведение учебного процесса требует минимального непосредственного контакта как преподавателя со студеном, так и учащихся друг с другом. Лекционный курс, практически во всем мире, теперь читается с помощью дистанционных образовательных технологий. Практические занятия по многим дисциплинам так же перешли на информационные формы обучения [1-3]. Но эффективным процесс обучения по техническим дисциплинам невозможен без реального исполнения студентом лабораторных работ [4]. Тем более, что виртуальных лабораторных работ по таким специальным техническим предметам как, «мехатрон-ные роботы», «управление экспериментом» и т.д. нет в свободном доступе в интернете. Лабораторная работа позволяет не только закрепить, полученные на лекции теоретические знания, но и подготовить студента к будущей инженерной деятельности [5, 6]. Он должен уметь организовать свою работу и работу своих подчи-
ненных. Таким образом, рационализация учебного процесса является актуальной задачей.
В настоящее время для эффективности проведения учебного процесса была разработана и внедряется в учебный процесс бережливая лаборатория, которая поможет освоить студенту правила 5С (рис. 1), разработанные японцами после второй мировой войны [7, 8].
Сортировка Соблюдение порядка
Совершенствование ■v j
Стандартизация V Содержание б чистоте J
Рис. 1. Правило 5С.
© Горин А.В., Усикова И.Г, Токмакова М.А., Родичева И.В. © Gorin A.V., Usikova I.G., Tokmakova M.A., Rodicheva I.V.
Ученые записки Орловского государственного университета. №4 (89), 2020 r. Scientific notes of Orel State University. Vol. 4 - no. 89. 2020
Основная часть
Данные правила актуальны и в наше время, так благодаря им можно повысить эффективность образовательного процесса [9, 10] и уменьшить риск заражения корона-вирусом.
Первое правило - «сортировка = эффективная система = простая система». Перед проведением очередной лабораторной работы учебный мастер или преподаватель должен оставить для студента на его «рабочем» месте только те приборы и инструменты, которые нужны для выполнения данной экспериментальной работы. Теоретический материал должен содержать всю необходимую базовую часть и подробную, ясную инструкцию по проведению лабораторной работы [11].
Второе правило - «соблюдай порядок». Обучающейся после исполнения лабораторной работы должен положить используемые им инструменты на прежнее место. Для этого ящики, в которых лежит, например, измерительный инструмент: линейка, треугольник, штангенциркуль должны быть подписаны, чтобы следующий за ним студент мог без труда их найти. Так как время на проведение лабораторной работы всегда ограничено [12].
Третье правило - «содержи рабочее место в чистоте». Обучающийся должен знать, что, уходя с рабочей зоны, он не только должен расставить предметы, которыми он пользовался по местам, но они должны быть чистыми, без следов чернил и грязи. Он не должен оставлять на столе листки бумаги со своими записями, салфетки, ластик и т.п [13].
Четвертое правило - «стандартизация - основа основ» - все правила должны быть зафиксированы в инструкциях по выполнению лабораторных работ. За невыполнение приложенной к лабораторной работе инструкции преподаватель вправе понизить студенту оценку [14].
Пятое правило - «нет пределу совершенствования». Не факт, что раз заведенный порядок проведения одной из лабораторных работ это наилучший и самый эффективный способ освоения учебного материала. Если тестирование показала, что более 75 процентов не справилось с данной работой, следует подумать об изменении порядка проведения работы или переработки методического материала [11,12].
В разработанной лаборатории комплексно применяются современные программные продукты, новые конструктивные и технические решения [15,16]. План схема бережливой лаборатории представлена на рисунке 2.
Рис. 2. План расположения бережливой лаборатории.
Аудитория разделена на три независимые зоны, а именно две рабочие и одна учебная. Рабочие зоны разделены между собой перегородкой [17,18].
Рабочая зона №1 - механический участок, предполагает выполнение сборочно-разборочных операций. Оборудование: автомобильная коробка передач, верстак, стеллаж, тумбочка с инструментом. В этой зоне можно будет изучить и применить на практике методы по сборке и разборке узлов и агрегатов механизмов и машин.
Рабочая зона №2 - участок электротехники и электроники. Предполагает наличие электродвигателя с подключёнными датчиками и компьютером, верстака с вытяжкой (для возможности пайки) и тумбочки с инструментами. В этой зоне можно будет изучить и применить на практике знания по конструированию и монтажу элементов электрических схем.
Учебная зона - предполагает наличие рабочих мест для студентов, персональных компьютеров, рабочего места преподавателя, интерактивной доски.
Далее каждому студенту необходимо пройти первичный инструктаж по технике безопасности и расписаться в соответствующем журнале. После этого, каждый студент должен пройти предварительное тестирование на персональном компьютере, Разработанная ситема АСКОЗ [19] содержит надежные и валидные тесты по специальным инженерным дисциплинам. При положительном исходе тестирования, студент получает допуск к выполнению лабораторной работы. При отрицательном исходе тестирования, студенту предлагается изучить соответствующие темы и пройти тестирование ещё раз. О результатах тестирования и допуске к выполнению лабораторной работы преподаватель будет проинформирован сообщением на электронную почту.
Работа в бережливой лаборатории начинается с инструктажа по технике безопасности на рабочем месте. После чего, каждая подгруппа приступает непосредственно к выполнению лабораторной работы.
После завершения практической части лабораторной работы происходит сдача рабочего места. Преподавателю или учебному мастеру необходимо проверить всё ли находится на своих местах. Если рабочая
13.00.02 - ТЕОРИЯ И МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ И ВОСПИТАНИЯ (ПО ОБЛАСТЯМ И УРОВНЯМ ОБРАЗОВАНИЯ) (ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ НАУКИ), 13.00.08 - ТЕОРИЯ И МЕТОДИКА ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ (ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ НАУКИ) 13.00.02 - THEORY AND METHODS OF TRAINING AND EDUCATION (BY AREAS AND LEVELS OF EDUCATION) (PEDAGOGICAL SCIENCES), 13.00.08 - THEORY AND METHODOLOGY OF VOCATIONAL EDUCATION (PEDAGOGICAL SCIENCES)
зона сдаётся с первого раза, подгруппа получает дополнительные баллы.
Затем каждый студент проходит контрольное тестирование, при прохождении которого проверяется, были ли достигнуты цели работы. При отрицательном исходе тестирования, студенту предлагается вернуться к соответствующему этапу лабораторной работы. О результатах контрольного тестирования преподаватель будет проинформирован сообщением на электронную почту.
На персональных компьютерах, расположенных в учебной зоне размещена: база знаний по каждому рабочему объекту (инженерные каталоги, чертежи, технологические карты); база первичного и контрольного тестирования.
Заключение
Четко разработанная структура проведения лабораторной работы позволяет провести работу со студентами малой группы (2-3 человека), а также индивидуально и без участия преподавателя. В ситуации с пандемией это не маловажно, так как по постановлению правительства люди старше 65 лет, в настоящее время, должны
работать только дистанционно. Таким образом, высококвалифицированный, но возрастной профессор не имеет доступа к студенту. К тому же, работа студента с оборудование и обработка результатов эксперимента, без участия руководителя, приучает его к самостоятельной организации процесса исследования, что очень пригодится ему в инженерной практике. Образовательный процесс - это взаимосвязанный процесс обучения (получение новых знаний) и воспитания, приобретение моральных и этических (культурных) норм поведения и мышления. Работа обучающихся в бережливой лаборатории позволяет:
- закрепить полученные теоретические знания;
- практически ознакомиться с техническим оборудованием;
- самостоятельно запланировать и качественно выполнить лабораторные исследования;
- провести самооценку своей теоретической и практической подготовленности;
- научиться правильно и с большей отдачей использовать свое время;
- ознакомиться с культурой производства.
Библиографический список
1. Грядунова Е.Н. Реорганизация образования студентов технических направлений в России / Е.Н. Грядунова, Л.А.Савин, Н.В.Токмаков// Ученые записки Орловского Государственного университета - научный журнал. № 2 (83) Орел: ОГУ имени И.С. Тургенева, 2019. С. 205-2 10.
2. Кравченко Ю.А. Особенности использования технологии дополненной реальности для поддержки образовательных процессов. Открытое образование, 2014. № 3. С. 49-54.
3. Селиванов В.В. Эффективность использования виртуальной реальности при обучении в юношеском и взрослом возрасте [текст] / В. В. Селиванов, Л. Н. Селиванова // Непрерывное образование: XXI век. 2015. Вып. 1 (9). DOI: 10.15393/j5.art.2015.2729
4. ГеоговаИ.Ж. Виртуальные лабораторные работы как форма самостоятельной работы студентов / И.Ж.Гергова, М.А.Коцева, А.Х.Ципинова, Э.Х. Шериева, И.К.Азизов // Современные наукоемкие технологии, 2017. № 1. С. 94-98.
5. Маковкина Л.Н. Значимость лабораторно-практических работ в учебном процессе / Л.Н. Маковкина, Е.И. Сорокина, Д.В. Сыроежкина// Педагогика сегодня: проблемы и решения: материалы III Междунар. науч. конф. (г. Самара, март 2018 г.). Казань: Молодой ученый, 2018. С.46-50.
6. Грядунова Е.Н. Особенности педагогической системы общетехнической подготовки [текст] / Е.Н. Грядунова, Л.А. Савин, А.В. Горин // Ученые записки Орловского Государственного университета - научный журнал. № 3 (84) Орел: ОГУ имени И.С. Тургенева, 2019. С. 221-224.
7. 5S для рабочих: как улучшить своё рабочее место. Группа разработчиков издательства Productivity Press - на основе Хироюки Хирано. М.: Институт комплексных стратегических исследований, 2007. ISBN 5-903148-14-X, ISBN 978-5-903148-14-1
8. Грачёв А. Культурные аспекты преобразования компании на основе метода 5S [текст] /А. Грачёв, И. Киселёв // Стандарты и качество, 2009. № 5. С. 88-93.
9. Усикова И.Г. Мехатронные устройства в системе «Умный дом»: научный доклад по направлению подготовки 15.06.01 -Машиностроение, направленность (профиль) Машиноведение, системы приводов и детали машин / Усикова И.Г.; рук. Л.А. Савин. Орел: [б.и.], 2019. 40 с.
10. Усикова И.Г., Родичев А.Ю., Орлянский В.Д. Автоматизированная система управления в концепции «бережливая лаборатория» [текст] / Сборник материалов XVII Международной научно-практической конференции «Энерго- и ресурсосбережение-XXI век» (МИК-2019) Орел: ОГУ имени И.С.Тургенева, 2019. С. 224-226.
11. Поляков Р.Н. Распределение напряжений в заклепочном и в сварном швах: методические указания по выполнению лабораторных работ [текст] / Р. Н. Поляков, Л. А. Савин, А. В. Горин, А. И. Панченко. Орёл: Изд-во ОГУ имени И. С. Тургенева. 2019. 43 с.
12. Савин Л. А. Структура, элементный состав и принципы работы упорных подшипников жидкостного трения с активным управлением: методические указания по выполнению лабораторных работ / Л.А. Савин, А.Ю. Бабин. Орёл: Изд-во ОГУ имени И.С. Тургенева, 2019. 9 с.
13. Коробко А. В. Прикладная механика: методические указания по выполнению лабораторных работ / А.В. Коробко, Е.Н. Грядунова, А. В. Горин. Орёл: Изд-во ОГУ имени И. С. Тургенева, 2019. 70 с.
14. Грядунова Е.Н. Частная методика проведения лабораторной работы для транспортных направлений подготовки // Мир транспорта и технологических машин А.Ю.Родичев, А.В. Горин, М.А. Токмакова№ 1(68) Орел: ОГУ имени И.С. Тургенева. 2020. С. 94-101.
15. Власова С.А. Web-ориентированная система формирования контента единого цифрового пространства научных знаний / С.А. Власова, Н.Е. Каленов// Программные продукты и системы / Software & Systems 3 (33) 2020. С. 365-374 http://www.swsys.ru
16. ЕфимоваМ.С. Интеллектуальный сбор информации из распределенных источников/ М.С. Ефимова// Программные продукты и системы / Software & Systems 4 2019. С. 565-572. http://www.swsys.ru
Ученые записки Орловского государственного университета. №4 (89), 2020 г Scientific notes of Orel State University. Vol. 4 - no. 89. 2020
17. Баранов С.Н. Современные тендеции индустрии разработки програмных продуктов / С.Н. Баранов, В.М. Шишкин // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2012. Т. 10. № 5. С. 24-33
18. Лазерев С.А. Автоматизированная система контроля и оценки знаний АСКОЗ / А.Лазерев, Л.А.Савин, О.А.Савина, А.В.Коськин// Информационные системы и технологии № 4 (5), 2004. https://readera.org/ avtomatizkovannaja-sistema-konttolja-i-ocenki-znanij-askoz(24.08.20)
Referenes
1. Gryadunova E.N. Reorganization of education of students of technical directions in Russia / E.N. Gryadunova, L.A. Savin, N.V. Tokmakov // Scientific notes of the Orel State University - scientific journal. № 2 (83) Orel: OSU named after I.S. Turgenev, 2019. Pp. 205-2 10.
2. Kravchenko Yu.A. Features of using augmented reality technology to support educational processes [text] / Yu.A. Kravchenko // Open Education, 2014. No. 3. Pp. 49-54.
3. Selivanov V.V. Efficiency of using virtual reality in teaching in adolescence and adulthood / V. V. Selivanov, L. N. Selivanova // Continuous education: XXI century. 2015. Issue. 19). DOI: 10.15393 / j5.art.2015.2729
4. Geogova I.J. Virtual laboratory work as a form of students' independent work / I. Zh.Gergova, M.A.Kotseva, A.Kh. Tsipinova, E.Kh. Sherieva, I.K. Azizov // Modern science-intensive technologies, 2017. No. 1. Pp. 94-98.
5. Makovkina L.N. The significance of laboratory and practical work in the educational process / LN. Makovkina, E.I. Sorokina, D.V. Syroezhkina // Pedagogy today: problems and solutions: materials of the III International. scientific. conf. (Samara, March 2018). Kazan: Young Scientist, 2018. Pp. 46-50.
6. Gryadunova E.N. Features of the pedagogical system of general technical training / E.N. Gryadunova, L.A. Savin, A.V. Gorin // Scientific notes of the Orel State University - scientific journal. № 3 (84) Orel: OSU named after I.S. Turgenev, 2019. Pp. 221-224.
7. 5S for workers: how to improve your workplace. The Productivity Press development team is based on Hiroyuki Hirano. M .: Institute for Complex Strategic Studies, 2007. ISBN 5-903148-14-X, ISBN 978-5-903148-14-1
8. Grachev A. Cultural aspects of transformation of the company based on the 5S method / A. Grachev, I. Kiselev // Standards and Quality, 2009. No. 5. Pp. 88-93.
9. Usikova I.G. Mechatronic devices in the "Smart Home" system: scientific report in the direction of training 06/15/01 - Mechanical engineering, direction (profile) Mechanical engineering, drive systems and machine parts / Usikova IG; hands. L.A. Savin. Orel: [b.i.], 2019. 40 p.
10. Usikova, I.G., RodichevA.Yu., Orlyansky V.D. Automated control system in the concept of "lean laboratory" [text] / Collection of materials of the XVII International scientific and practical conference "Energy and resource saving-XXI century" (MIC-2019) Orel: OSU named after I.S. Turgenev, 2019. Pp. 224-226s.
11. Polyakov R.N. Distribution of stresses in riveted and welded seams: guidelines for laboratory work / R.N. Polyakov, L.A. Savin, A.V. Gorin, A. I. Panchenko. Orel: Publishing house of OSU named after I.S.Turgenev, 2019. 43 p.
12. Savin L.A. Structure, elemental composition and principles of operation of thrust bearings of liquid friction with active control: guidelines for laboratory work / LA Savin, A. Yu. Babin. Orel: Publishing house of OSU named after I.S.Turgenev, 2019. 9 p.
13. KorobkoA.V. Applied mechanics: guidelines for laboratory work / A.V. Korobko, E.N. Gryadunova, A.V. Gorin. Orel: Publishing house of OSU named after I.S.Turgenev, 2019. 70 p.
14. Gryadunova E.N. A private method of laboratory work for transport directions of training // World of transport and technological machines A.Yu. Rodichev, A.V. Gorin, M.A. Tokmakov # 1 (68) Oryol: OSU named after I.S. Turgenev. 2020. Pp. 94-101.
15. Vlasova S.A. Web-oriented system of content formation in a single digital space of scientific knowledge / S.A. Vlasova, N.E. Kalenov // Software products and systems / Software & Systems 3 (33) 2020. - P. 365-374 http://www.swsys.ru
16. Efimova M.S. Intelligent collection of information from distributed sources / M.S. Efimova // Software products and systems / Software & Systems 4 2019. Pp. 565-572. http://www.swsys.ru
17. Baranov S.N. Modern trends in the software development industry / SN Baranov, VM Shishkin // Information-measuring and control systems. 2012.Vol. 10.No. 5. Pp. 24-33
18. Lazarev S.A. Automated system of control and assessment of knowledge ASKOZ / A. Lazerev, L.A. Savin, O.A. Savina, A.V. Koskin // Information systems and technologies № 4 (5), 2004. https: // readera.org/ avtomatizirovannaja-sistema-kontrolja-i-ocenki-znanij-askoz(24.08.20)
