Материал подготовлен в рамках постоянной рубрики «Новости электронного обучения».
Целесообразность внедрения в вузах онлайн-обучения, ещё недавно составлявшая предмет острых дискуссий в академической среде, сегодня уже совершенно очевидна. Однако если с переводом лекционной нагрузки в онлайн формат всё более или менее понятно, то организация дистанционного выполнения лабораторных работ вызывает множество вопросов. Особенно актуальна эта проблема для технических вузов, для дисциплин, предполагающих формирование практических компетенций работы с электроникой, навыков технического моделирования и конструирования.
В этом отношении может быть интересен опыт Московского авиационного института, изложенный в докладе начальника Управления поддержки и мониторинга электронного обучения МАИ, к.т.н., доцента Петра Александровича Ухова на вебинаре «Лабораторные работы по техническим предметам в дистанционном обучении» (организатор – ООО «Юрайт Академия», 25.05.2020) [1].
Рассмотрим основные принципы и средства организации лабораторных работ онлайн, предложенные П.А. Уховым.
Облачные сервисы – для IT-разработок
Современные облачные платформы, такие как Яндекс.Облако, Mail.ru, MS Azure или Digital Ocean, – это не только хранилища данных, но и широкий спектр готовых решений для выполнения IT-разработок. Как подчеркнул докладчик, современному преподавателю технического вуза знание подобных сервисов совершенно необходимо. Сегодня трудно представить себе возможность эффективной организации учебного процесса по IT-дисциплинам без применения облачной «эко-среды». Преподавателю, использующему такую платформу, остаётся лишь кратко сформулировать цель лабораторной работы и ожидаемые результаты, дать краткие методические рекомендации, определить сроки выполнения и правила оценивания работы. Все необходимые инструменты и инструкции по их использованию предоставляются самой платформой. В качестве примера докладчик рассмотрел комплекс лабораторных работ, предусматривающих создание бота, отвечающего на вопросы поступающих в IT-магистратуру МАИ, на основе когнитивных сервисов, предоставляемых платформой MS Azure.
Hard & Soft, или как моделировать «железо»?
Рассмотренные выше облачные сервисы предоставляют широкие возможности для разработки «софта», однако многие технические дисциплины предполагают работу с физическими объектами, с «железом». П.А. Ухов подчеркнул, что сегодня знание программных продуктов, позволяющих осуществлять моделирование технических объектов, составляет обязательную компетенцию преподавателей технических кафедр.
Удобный инструментарий для выполнения проектных работ по дисциплинам инженерных направлений предоставляет (бесплатное) приложение TinkerCAD известной компании AutoCAD [2]. TinkerCAD работает в браузере и позволяет осуществлять моделирование (в том числе – 3D-моделирование) и «сборку» разнообразных инженерных объектов – с использованием предлагаемых заготовок или программного кода. В качестве примера лабораторной работы, предполагающей использование TinkerCAD, П.А. Ухов рассмотрел задание по проектированию микроконтроллера (составившее практическую часть предпрофессионального экзамена). Полученный объект должен в деталях имитировать работу реального микроконтроллера.
TinkerCAD очень удобен для 3D-моделирования относительно несложных объектов, однако для организации лабораторных работ по таким дисциплинам как, например, теории машин и механизмов, требуются системы автоматизированного проектирования, приближённые к профессиональным. В МАИ для этих целей используется SolidWorks — программный комплекс САПР для автоматизации работ на этапах конструкторской и технологической подготовки производства [3].
Конструирование машин и механизмов в САПР SolidWorks
Как подчеркнул П.А. Ухов, лабораторные работы, предполагающие конструирование механизмов и машин, только выигрывают от использования САПР – выполнять сборку виртуально студентам намного проще и интереснее, чем делать это традиционно. В качестве примера докладчик рассмотрел лабораторную работу: «Проектирование зубчатого зацепления» – SolidWorks даже позволяет проверить работоспособность конструкции (в случае успеха шестерёнки будут правильно вращаться).
По мнению П.А. Ухова, использование полупрофессиональных САПР для выполнения лабораторных работ, предполагающих решение конструкторских задач (например, проектирования агрегатов самолётных двигателей) способствует существенному повышению качества обучения студентов технических вузов.
А что же дальше?
П.А. Ухов обрисовал направления дальнейшего развития лабораторных работ по инженерным дисциплинам. Одно из них связано с удалённым управлением объектами (например, видеокамерой). Другое направление обусловлено быстрым развитием технологий 3D-печати и снижением их стоимости. Это позволяет уже в скором будущем включать в лабораторные работы задания, предусматривающие не только 3D-моделирование тех или иных компонент механических или электронных систем, но и их печать на 3D-принтере, приобретение недостающих элементов для «электронной начинки» в Интернет-магазине (с доставкой), сборку и тестирование устройства. Пока же в тех случаях, где необходимо реальное оборудование, виртуальные лабораторные следует использовать для предварительной подготовки студентов за счёт моделирования соответствующих технологических процессов.
Уважаемые преподаватели КНИТУ-КАИ! Обращаем Ваше внимание на то, что 22 – 26 июня образовательная платформа «Юрайт» проводит серию вебинаров в рамках «Летней школы преподавателя» – «Пять цифровых навыков для дистанта» [4]. Предлагаем Вам принять участие в вебинарах «Летней школы».
Приглашаем преподавателей КНИТУ-КАИ и всех заинтересованных лиц принять участие в обсуждении вопросов электронного обучения в вузе.
Для связи с Отделом ЭТвО можно использовать:
– электронную почту: oakashina@kai.ru, vnustyugova@kai.ru,rearkhipov@kai.ru;
– телефон: +7 (843) 231 16 31, 8631.
– форум «Электронное обучение в КНИТУ-КАИ».
Ждём Ваших вопросов и предложений.
Источники
2. Сайт проекта TinkerCAD.
3. Раздел САПР SolidWorks Портала компании Dassault Systèmes.
