Реалізація дистанційних технологій навчання студентів-інженерів як виклик сьогодення

Annotation. The article considers the peculiarities of the introduction of virtual laboratory works at the Sumy State University in the course "Materials Science" for students of engineering and technical specialties. The analysis of advantages and disadvantages of electronic educational complexes in comparison with a traditional laboratory workshop is made. The importance of supplementing a real experiment with a virtual one is noted.

Keywords: distance learning, virtual laboratory work, information educational technologies, laboratory workshop.

Останнім часом при реалізації навчальних програм інженерного профілю вищих навчальних закладів активно впроваджуються дистанційні технології навчання [1, 2]. Особливо використання дистанційних технологій стало актуальним в результаті введення обмежень, пов'язаних з реалізацією заходів щодо запобігання поширенню коронавірусної інфекції нового виду COVID-19 [3]. На сьогоднішній день сучасне суспільство і академічне співтовариство практично подолали певні сумніви щодо використання дистанційних і електронних методів навчання. Існуючі недоліки та проблеми розвитку дистанційної освіти стали розглядатися набагато ширше, ніж спочатку. Зараз розглядається питання впровадження тих чи інших елементів дистанційної освіти в ВНЗ і при традиційних формах навчання [4]. Завдяки інтенсивному вдосконаленню інформаційних технологій відбуваються зміни в освітньому ринку і в самому освітньому середовищі, в рамках якого реалізується процес навчання. Безсумнівно, майбутнє за гнучкими моделями освітнього процесу, в якому використовується поєднання різних засобів, методів і технологій, в тому числі і дистанційних.

Аналіз наукової літератури свідчить, що швидкий розвиток сучасних засобів комунікації, застосування інтерактивних форм навчання призвело до появи нового покоління закладів вищої освіти та формування різних моделей освіти [5, 6]. Багато ВНЗ працюють над створенням електронних підручників, навчальних комп'ютерних програм, різноманітних тестів, навчальних відеофільмів, лекцій, модульних підручників та інших засобів дистанційного навчання. Наростання їх кількості супроводжується поліпшенням якості на основі все більш широкої апробації в навчальному процесі. Це забезпечує гнучкість у виборі місця і часу навчання, можливість навчатися без відриву від основної діяльності, в тому числі і для студентів, які проживають у найвіддаленіших районах. Інтерактивна взаємодія студентів і викладачів, свобода вибору дисциплін, сприяє активізації самостійної роботи і задоволенню самоосвітній потреб студентів. ВНЗ України в даний час вже практикують розробку засобів і методів дистанційної освіти [7].

Питання якісної підготовки інженерних кадрів в умовах дистанційного навчання залишається актуальним [8]. Якщо проведення лекційних та семінарських теоретичних занять в дистанційному режимі вже налагоджено: вузи, ґрунтуючись на досвіді роботи, вибрали необхідні для реалізації навчального процесу в такому форматі програмні рішення, організували для викладачів робочі місця, що дозволяють вести заняття в режимі он-лайн, забезпечили студентам і викладачам доступ до електронних освітніх ресурсів, то проведення віддалених практичних та лабораторних занять поки є проблематичним. На даний час, ті програмні продукти, які пропонуються, не підходять для підготовки інженерів. Важко уявити, яка повинна бути цифрова модель, як навіть елементарний двигун потрібно оцифрувати, щоб з ним працювати та проводити розрахунки - це колосальні витрати. Платформ, що дозволяють записати якісний інтерактивний курс, теж немає. Ця проблема актуальна не тільки для інженерів, але й для лікарів, геологів, фізиків-ядерників і т.д. Потрібні унікальні програмні продукти.

Вузи вже пробують впроваджувати VR-технології. Так в Сумському державному університеті декілька років використовують віртуальні лабораторні роботи з матеріалознавства, хімії та інших дисциплін, розроблені викладачами та фахівцями університету.

Однією з особливостей фахової підготовки майбутніх студентів-інженерів за напрямом «Матеріалознавство» є проведення лабораторних робіт в спеціально обладнаних технічними приборами та устаткуванням лабораторіях. З метою реалізації високоякісної підготовки спеціалістів необхідно надати студентам можливість виконувати та захищати лабораторні практикуми з максимальною ефективністю. Традиційно лабораторну роботу поділяють на дві частини:

інтерактивний дистанційний навчання інженерний

2) Ділатометричний метод дослідження властивостей металів.

Лабораторна робота має на меті не тільки проведення віртуального експерименту з побудовою графіку і отримання із нього необхідних даних для подальшого виконання завдання, але й дає змогу студенту попрацювати із довідковою літературою. В процесі виконання віртуальної лабораторної роботи студенту (використовуючи довідкову літературу) треба проаналізувати отримані дані, згідно проведеного аналізу за отриманими критичними точками обрати матеріал (сталь чи сплав), дати коротку характеристику властивостям обраного матеріалу і навести області його застосування (див. рис. 2).

Рис. 2. Віртуальна лабораторна робота «Ділатометричний метод дослідження властивостей металів»

Коротко розглянемо віртуальний лабораторний практикум з курсу «Методи структурного аналізу матеріалів». Він складається із двох лабораторних робіт:

Розшифрування рентгенограм зразків із полікристалічних речовин і фазовий якісний аналіз металевих сплавів (див. рис. 3, рис. 4).

Рис. 3. Віртуальна лабораторна робота «Розшифрування рентгенограм зразків із полікристалічних речовин і фазовий якісний аналіз металевих сплавів»

Рис. 4. Віртуальна лабораторна робота з курсу «Методи структурного аналізу матеріалів»

Лабораторна робота включає основні теоретичні матеріали у вигляді загальних положень з добре оформленими рисунками-слайдами по тексту, інтерактивні рисунки обладнання, що дає можливість візуалізувати і вивчити основні складові обладнання. Також описано порядок виконання роботи, є можливість віртуально провести експеримент на обладнанні, та переглянути відеоролик проведення експерименту. Далі студент повинен виконати завдання лабораторної роботи і представити результати для перевірки викладачеві.

Фазовий кількісний аналіз металевих сплавів.

В лабораторній роботі коротко подана інформація про теоретичні відомості з даної лабораторної роботи, а саме про основні процеси при проведенні рентгенівського аналізу, наведені головні складові дифрактометра ДРОН 7, докладно пояснено, методику проведення фазового кількісного аналізу. При запуску обладнання на екрані у віртуальному режимі проводиться процес отримання дифрактограми і кожному студенту надається випадковим чином варіант для подальшого виконання завдання лабораторної роботи.

Безумовно, віртуальний лабораторний практикум реалізований засобами інформаційних технологій не може якісно замінити заняття в умовах навчальної лабораторії, але в ситуації, що склалася в період карантину дає можливість виконати ті досліди, які неможливо реалізувати на практиці.

Слід відзначити, в подальшому, що віртуальний лабораторний практикум може доповнювати реальні практикумі, в ситуаціях, де необхідне застосування дороговартісного складного обладнання, або довготривалих експериментів.

Відзначимо, що повна заміна фізичної лабораторії на віртуальну не забезпечить формування навичок і умінь майбутньому фахівцю-інженеру. Але при поєднанні віртуальних робіт з реальними дослідженнями при яких об'єднуються переваги контакту студента з реальним лабораторним устаткуванням і можливостями комп'ютерних засобів (мультимедійні технології, Інтернет тощо) ефективність навчання значно покращиться.

Список використаних джерел

Размещено на Allbest.ru