Совершенствование практической подготовки студентов в целях повышения качества освоения профессиональных компетенций | Статья в журнале «Педагогика высшей школы»

Авторы: , ,

Рубрика: Методика преподавания учебных дисциплин

Опубликовано в Педагогика высшей школы №1 (4) март 2016 г.

Дата публикации: 23.12.2015

Статья просмотрена: 185 раз

Библиографическое описание:

Никишин В. В., Петрашкевич С. В., Соломина К. А. Совершенствование практической подготовки студентов в целях повышения качества освоения профессиональных компетенций // Педагогика высшей школы. — 2016. — №1. — С. 68-71. — URL https://moluch.ru/th/3/archive/21/566/ (дата обращения: 19.07.2018).

 

Статья посвящена рассмотрению путей повышения качества освоения профессиональных компетенций студентами технических специальностей.

Ключевые слова: качество образования, профессиональные компетенции, надежность, измерения, статистическая обработка информации.

 

Подготовка студентов по направлению 27.04.01 «Стандартизация и метрология» подразумевает получение навыков по производственной технологической деятельности, связанной с [1]:

                    автоматизацией процессов измерений, контроля и испытаний в производстве и при научных исследованиях;

                    внедрением новой измерительной техники, математическим моделированием процессов, оборудования и производственных объектов с использованием современных информационных технологий проведения исследований;

                    разработкой методики и технологии проведения экспериментов и испытаний, обработка и анализ результатов, принятие решений, связанных с обеспечением качества продукции, процессов и услуг;

                    использованием современных информационных технологий при проектировании средств и технологий управления метрологическим обеспечением и стандартизацией.

В рамках изучения дисциплин связанных с надежностью технических средств или технических систем, очень часто возникают ситуации, в которых студенты теряют к ним интерес. Это происходит из-за чрезмерной «теоретизации» курса, без подтверждения на практике полученных знаний. В общем случае, получение практических навыков сводится только к решению абстрактных задач с применением формул.

Целью статьи является описание практической работы, проводимой на кафедре «Техническая экспертиза и управления качеством» Севастопольского государственного университета, направленной на использование методов получения информации о надежности с применением электронных компонентов и повышение интереса к таким дисциплинам, изучающим надежность технических систем.

Работа состоит из двух этапов: подготовка к проведению эксперимента и непосредственно проведение эксперимента.

При проведении эксперимента используется следующее оборудование: резисторы определенных номиналов — подбираются вручную, резисторы обозначенные на рисунке 1 как R3 и R4, гальваническая развязка (опторазвязка) модели 4N35 производства фирмы «Vishay Semiconductors» [2], микроконтроллер модели ATmega 328P фирмы «Atmel» [3] и источник питания.

На этапе подготовки необходимо подобрать пару резисторов R1 и R2, так, чтобы они образовали делитель напряжения и напряжение с его выхода, поступающее на микроконтроллер, было не более 5 вольт. Мощность, выделяемая на сгораемом сопротивлении, превышает номинальную не менее чем в 10 раз. Еще одним обязательным условием является то, что все разрушаемые резисторы должны быть одного номинала по сопротивлению и мощности, чтобы обеспечить репрезентативность выборки. Номиналы резисторов R1 и R2, и напряжение от источника питания выбираются на основании теоретических расчетов с соблюдением ограничений по мощности и напряжению.

Второй этап — проведение эксперимента.

Целью эксперимента является исследование надежности электрических компонентов в экстремальных условиях. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

                    провести многократные измерения времени работы резисторов в экстремальных условиях;

                    построить на основании статистических данных закон распределения времени работы резисторов в экстремальных условиях.

Принципиальная схема испытания резисторов представлена на рисунке 1.

I:\НТС работа\рабочая\3.bmp

Рис. 1. Электрическая схема эксперимента

 

Суть эксперимента заключается в следующем. Источник питания В1 подает на делитель напряжения R1-R2 100 В. С помощью микроконтроллера U2 происходит регистрация изменения напряжения в цепи. Применение гальванической развязки обеспечивает безопасную работу микроконтроллера.

Резистор R3 используется для понижения тока на опторазвязке. При отсутствии питающего напряжения, ключ опторазвязки находится в разомкнутом состоянии. В таком состоянии АЦП, входящий в состав микроконтроллера, фиксирует значение напряжения 5 В. При замкнутом состоянии ключа, АЦП фиксирует сигнал соответствующий напряжению 0 В.

Для регистрации и обработки данных, полученных в ходе эксперимента, создана программа в среде NILabVIEW [4]. С помощью данной программы происходит запись результатов каждого из экспериментов в отдельный текстовый файл. Данные из файлов обрабатываются другой программой, созданной в той же среде программирования, используемой для представления результатов в графическом виде. Пример обработки результатов представлен на рисунке 2. На данном графике представлена длительность времени разрушения резистора.

Рис. 2. Графическое представление обработанных данных

t2

 

Время t1 — время начала разрушения резистора, t2 — время окончания разрушения. Время разрушения резистора Δt = t2-t1.

На рисунке 3 представлены результаты 70 экспериментов. По вертикали откладывается время работы каждого резистора в экстремальных условиях, по горизонтальной оси — номер эксперимента.

2

Рис. 3. Диаграмма рассеяния результатов экспериментов

 

Далее, строится гистограмма распределения времени — рисунок 4.

G:\НТС работа\статья\6.bmp

Рис. 4. Гистограмма результатов экспериментов

 

Построенная гистограмма имеет форму близкую к нормальному закону распределения [5], с параметрами среднеквадратичного отклонения σ = 0,61, дисперсией D = 0,37 и итоговым результатом измерений t = (27,13 ± 0,32) с,

Р = 0,99 %.

ВЫВОДЫ

В настоящее время согласно ФГОС обучение предполагает получение студентами общекультурных и профессиональных компетенций. Представленная статья демонстрирует один из возможных путей повышения качества освоения профессиональных компетенций на примере обучения по специальности 27.04.01 Стандартизация и метрология. В статье, на примере дисциплин, связанных с надежностью и статистической обработкой информации, показана как на практике, используя реальные электронные компоненты можно получить массив экспериментальных данных о надежности и использовать их для проверки теоретических положений. Представленная практическая работа не требует больших материальных затрат и сложного оборудования, поэтому её не сложно внедрить в учебный процесс в достаточном количестве на группу обучающихся.

Выполняя подобные работы, студенты осваивают следующие профессиональные компетенции согласно [1]:

                    способность автоматизации процессов измерений, контроля и испытаний в производстве и при научных исследованиях;

                    готовность к руководству разработкой и внедрению новой измерительной техники;

                    внедрение современных методов и средств измерений;

                    владение методами математического моделирования процессов, оборудования и производственных объектов с использованием современных информационных технологий проведения исследований, разработкой методики и технологии проведения экспериментов и испытаний, обработкой и анализом результатов, принятием решений, связанных с обеспечением качества продукции, процессов и услуг;

                    готовность использовать современные информационные технологии при проектировании средств и технологий управления метрологическим обеспечением и стандартизацией.

 

Литература:

 

  1.                Приказ Минобрнауки России от 30.10.2014 N 1412 «Об утверждении федерального государственного образовательного стандарта высшего образования по направлению подготовки 27.04.01 Стандартизация и метрология (уровень магистратуры)" (Зарегистрировано в Минюсте России 26.11.2014 N 34923).
  2.                Optocoupler, Phototransistor Output, with Base Connection 4N35 Document Number: 81181 Rev. 1.2, 07-Jan-10.
  3.                8-bit Atmel Microcontroller Mega 328P Rev. 8161D–AVR–10/09.
  4.                LabVIEWTM Getting Started with LabVIEW June 2010 373427G-01 National Instruments.
  5.                Маловик К. Н., Юдин А. В.: Учеб.-метод. пособие по выполнению практических задач Севастополь: СНУЯЭиП, 2006. — 86 с.
Основные термины (генерируются автоматически): проведение эксперимента, источник питания, гальваническая развязка, измерительная техника, метрологическое обеспечение, информационная технология проведения, математическое моделирование процессов, статистическая обработка информации, анализ результатов, делитель напряжения.

Ключевые слова

качество образования, профессиональные компетенции, надежность, измерения, статистическая обработка информации

Похожие статьи

Функциональное моделирование процесса проведения...

5) оформление результатов испытаний. Рис. 2. Контекстная диаграмма процесса проведения лабораторных испытаний.

Р 50.1.028–2001 «Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции.

Информационные технологии как средство совершенствования...

Раздел 1. Современные информационные технологии в обработке результатов лабораторных диагностик.

Раздел 4. Анализ результатов лабораторного эксперимента. Обзор возможностей математических, статистических, логических, инженерных функций для...

Моделирование систем защиты информации. Приложение...

Ключевые слова: информационная безопасность, системы защиты информации, моделирование

В этом свете деятельность по проработке фундаментальных основ ИБ и проведение

Под моделированием здесь понимаются математическое моделирование...

Применение ИКТ в натурном эксперименте лабораторного...

Выделены три направления использования информационных технологий при проведении эксперимента: натурный эксперимент в его традиционном виде, подкрепленный информационной поддержкой для обработки результатов измерений...

Актуальность использования виртуальных лабораторных работ...

Актуальность проекта заключается в применении новейших информационных технологий (современной компьютерной техники) в

На первом этапе проведения моделирования конкретной системы необходимо построить концептуальную модель процесса...

Модельная поддержка натурных испытаний технологических...

– составление программ и проведение моделирования для отработки плана экспериментов и их оптимизации

– модельная поддержка для увеличения объема статистических данных и прогнозирования результатов натурных испытаний

Моделирование — инструмент апробации реальных систем

Основными разновидностями процесса моделирования можно считать два его вида — математическое и физическое моделирование.

В симуляции, цель заключается в создании статистической результат

Анализ ошибок: анализ последствий отказов элементов сети.

Процесс тестирования интегральных микросхем | Молодой ученый

Оборудование и технологии проведения контроля ИС.

Процесс измерения параметров микросхем с помощью измерительного стенда.

Автоматизация обработки и просмотра результатов испытаний...

Разновидности погрешностей измерительных комплексов...

3. Гришко А. К. Анализ временных рядов и методов обработки измерительной информации

11. Бростилов С. А. Математическое моделирование процессов отражения и

Определение постоянной времени измерительной цепи является основной метрологической задачей при...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Функциональное моделирование процесса проведения...

5) оформление результатов испытаний. Рис. 2. Контекстная диаграмма процесса проведения лабораторных испытаний.

Р 50.1.028–2001 «Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции.

Информационные технологии как средство совершенствования...

Раздел 1. Современные информационные технологии в обработке результатов лабораторных диагностик.

Раздел 4. Анализ результатов лабораторного эксперимента. Обзор возможностей математических, статистических, логических, инженерных функций для...

Моделирование систем защиты информации. Приложение...

Ключевые слова: информационная безопасность, системы защиты информации, моделирование

В этом свете деятельность по проработке фундаментальных основ ИБ и проведение

Под моделированием здесь понимаются математическое моделирование...

Применение ИКТ в натурном эксперименте лабораторного...

Выделены три направления использования информационных технологий при проведении эксперимента: натурный эксперимент в его традиционном виде, подкрепленный информационной поддержкой для обработки результатов измерений...

Актуальность использования виртуальных лабораторных работ...

Актуальность проекта заключается в применении новейших информационных технологий (современной компьютерной техники) в

На первом этапе проведения моделирования конкретной системы необходимо построить концептуальную модель процесса...

Модельная поддержка натурных испытаний технологических...

– составление программ и проведение моделирования для отработки плана экспериментов и их оптимизации

– модельная поддержка для увеличения объема статистических данных и прогнозирования результатов натурных испытаний

Моделирование — инструмент апробации реальных систем

Основными разновидностями процесса моделирования можно считать два его вида — математическое и физическое моделирование.

В симуляции, цель заключается в создании статистической результат

Анализ ошибок: анализ последствий отказов элементов сети.

Процесс тестирования интегральных микросхем | Молодой ученый

Оборудование и технологии проведения контроля ИС.

Процесс измерения параметров микросхем с помощью измерительного стенда.

Автоматизация обработки и просмотра результатов испытаний...

Разновидности погрешностей измерительных комплексов...

3. Гришко А. К. Анализ временных рядов и методов обработки измерительной информации

11. Бростилов С. А. Математическое моделирование процессов отражения и

Определение постоянной времени измерительной цепи является основной метрологической задачей при...

Посетите сайты наших проектов

Задать вопрос