ПРО ЗАПРОВАДЖЕННЯ ІНФОРМАЦІЙНО-КОМПЮТЕРНИХ ТЕХНОЛОГІЙ ЗА ТЕХНОЛОГІЄЮ STEM

ПРО ЗАПРОВАДЖЕННЯ ІНФОРМАЦІЙНО-КОМПЮТЕРНИХ ТЕХНОЛОГІЙ ЗА ТЕХНОЛОГІЄЮ STEM

          STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematics) — наука, технології, інженерія, математика. Цим терміном традиційно окреслюють підхід до освітнього процесу, відповідно до якого основою набуття знань є проста та доступна візуалізація наукових явищ, що дає змогу легко охопити і здобути знання на основі практики та глибокого розуміння процесів. Акронім STEM був запропонований в 2001 році для позначення революційного тренду в освітній та професійній сферах науковцями Національного наукового фонду США (незалежне агентство при урядові США, що забезпечує фундаментальні дослідження та освіту у всіх галузях науки,

        В період сучасних прогресивних соціально-економічних змін Україна потребує модернізації системи неперервної професійно-технічної освіти, оскільки це не лише відповідатиме національним інтересам і світовим тенденціям розвитку економіки, а й забезпечуватиме підготовку кваліфікованих робітничих кадрів і молодших спеціалістів, спроможних навчатися впродовж життя, підвищувати рівень своєї кваліфікації, здобувати при необхідності іншу професію. У даному контексті набувають особливого значення такі напрями розвитку цієї освітянської галузі: інтелектуалізація професійної освіти, врахування науково-технічних досягнень, упровадження новітніх технологій; особистісно-орієнтований підхід у професійному навчанні й вихованні; модернізація інформаційно-комунікаційного, науково-методичного, матеріально-технічного забезпечення її функціонування [1].   

        Одним із шляхів вирішення даної проблеми є проектування інноваційних технологій на засадах інформаційно-комп’ютерних технологій  та впровадження їх у процес підготовки студентів професійно-технічних навчальних закладів та коледжів нових технологій та методів навчання, які сприятимуть підвищенню ступеня володіння системою спеціальних знань, умінь і навичок, дозволить оптимізувати процес застосування їх на практиці, а також підвищить рівень конкурентоспроможності випускників на ринку праці.

        У сучасному світі необхідною умовою успішного професійного формування будь-якого фахівця є рівень інформаційного забезпечення та застосування інформаційно-комунікаційних технологій. Їх використання в освітній діяльності надає значні переваги над традиційними методичними системами навчання, особливо в контексті реалізації особистісно-орієнтованого підходу, оскільки такі технології більшою мірою сприяють реалізації принципів індивідуалізації та диференціації навчального процесу, розширенню його змісту, підвищенню інтенсифікації та результативності навчання в цілому.

         У навчальному процесі комп’ютерні системи і програмне забезпечення можуть бути як об’єктом вивчення, так і засобом навчання, тобто можливі два напрями комп’ютеризації навчання. У першому випадку засвоєння знань, навичок і вмінь сприяє усвідомленню можливостей комп’ютера, а також його використання при розв’язанні різноманітних завдань, іншими словами, приводить до опанування комп’ютерною грамотністю. У другому випадку комп’ютер є потужним засобом підвищення ефективності навчання. Зазначені два напрями й утворюють основу комп’ютеризації навчання як соціального процесу. Впровадження інформаційних технологій у навчально-пізнавальну діяльність студентів – це один із шляхів підвищення ефективності освіти. Комп’ютери мають перейти із кабінету інформатики у навчальні аудиторії, спеціалізовані кабінети і лабораторії. Особливої актуальності  набуває проблема розробки, створення та впровадження навчального програмного забезпечення, як загального так і спеціального призначення, яке сприятиме адаптації майбутніх фахівців до життя в інформаційному суспільстві, застосуванню інформаційно-комунікаційних технологій у практичній діяльності.

У Київському коледжі міського господарства Таврійського національного університету імені В.І. Вернадського приділяється велика увага впровадженню у навчальний процес комп’ютерних технологій. Наразі у коледжі ведеться підготовка молодших спеціалістів із спеціальностей: 029 – Інформаційна, бібліотечна та архівна справа; 073 – Менеджмент; 123 – Комп’ютерна інженерія;  151 – Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології; 141 - Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка; 183 – Технології захисту навколишнього середовища; 192 – Будівництво та цивільна інженерія.   Для п’яти спеціальностей інженерного спрямування за стандартами освіти є обов’язковим вивченням дисциплін: Теоретичні основи електротехніки та Основи електроніки і схемотехніки та їх похідних.  Як відомо, викладання цих дисциплін проводиться за допомогою трьох методичних «інструментів»: лекції, практичні заняття та лабораторні роботи.  

     В результаті налагодженої співпраці викладачів та адміністрації у коледжі було створено комп’ютерний клас із застосуванням STEM технології на базі віртуальної програми National Instrument Work Bench Multisim.  Для віртуального моделювання на комп’ютері припускається, що студент має навички роботи на ПК в середовищі Windows, крім того, знає склад електричної чи електронної схеми, призначення електрорадіоелементів, знає фізичну суть процесів, що проходять в схемі, тобто, підготовлений теоретично в межах програми курсу електротехніки та електроніки. Результати віртуального моделювання відображаються на віртуальних приладах: мультиметрах, амперметрах та вольтметрах, багатоканальному осцилографі, а на характерографі студент отримує АЧХ схеми тощо.

       Педагогами коледжу, використовуючи досвід Київського національного технічного університету (КПІ), Луцького національного технічного університету та Тернопільського національного університету, розроблено та запроваджено у освітній процес Практичні заняття та Лабораторні роботи  на базі Інформаційно-комп’ютерних технологій  з використанням  вищезазначеного програмного комплексу Work Bench Multisim 12.

        Розробка будь-якого електротехнічного чи радіоелектронного пристрою супроводжується фізичним та математичним моделюванням. Фізичне моделювання пов’язано з великими матеріальними витратами, оскільки потрібно виготовляти макети. Математичне моделювання з використанням засобів та методів обчислювальної техніки спрощує процедуру проектування електронних схем й дозволяє вивчити та засвоїти основні властивості цих схем, виявити помилки, скорегувати ці схеми перед їх фізичною реалізацією. Таким чином студенти навчаються моделюванню електротехнічних та електронних пристроїв, проводять необхідні розрахунки параметрів схем, проектують електронні схеми на реальних компонентах.

Наявність  сучасного  приладового  парку  в  програмі Electronics Workbench Multisim надає в розпорядження користувача унікальні можливості для планування і проведення широкого спектру експериментів: від найпростіших дослідів до дослідження реальних електротехнічних пристроїв. Такий інструмент є ідеальним засобом навчання студентів, оскільки дозволяє зняти практично всі обмеження, що стосуються елементної бази і приладового парку.

Программа Electronics Workbench Multisim корисна для студентів вищих навчальних закладів усіх форм навчання, які вивчають курс електротехніки, електроніки, мікроконтролери та системи автоматики, оскільки вона істотно розширює можливості виконання розрахункових та курсових робіт, лабораторних робіт, а також кращого їх розуміння. Ця програма також може використовуватися на уроках фізики у середній та старшій школі.

    Як вже було викладено вище, в Київському коледжі міського господарства на базі NI Work Bench Multisim запроваджено виконання Лабораторних робіт з дисципліни Теоретичні основи електротехніки вже на ІІ курсі. Студенти, опановуючи курс, навчаються на досить простих схемах користуванню програмою, що закладає потужне підрунття для наступної дисципліни – Основи аналогової та цифрової електроніки, в якій складання схем та зняття параметрів з них є набагато складнішим. Студентові, опановуючи дисципліни Теоретичні основи електроніки та Основи аналогової та цифрової електроніки на ІІ-ІІІ курсах виконується близько 24 Лабораторних робіт з обох дисциплін, що надає та закріплює знання з користування комп’ютерною програмою і вже на ІІІ-ІV курсах студент, вивчаючи предмет Обчислювальні та мікропроцесорні засоби в електронних апаратах, не є новачком і компетентно користується комп’ютером та встановленими програмами.

Список використаних джерел і літератури:

1. Васильєв І. Б. Стан та історичні передумови реформування професійної освіти в Україні. Професійна освіта: теорія и практика / І. Б. Васильєв. – Харків: 1997. № 1-2. – С. 5–6.

2. Жалдак М. І. Система підготовки вчителя до використання інформаційно-комунікаційних технологій в навчальному процесі / М. І. Жалдак // Інформатика та інформаційні технології в навчальному закладі. 2011. – № 4–5. – С. 76–82.

3. Єрмаков І.Г. Компетентнісний потенціал освіти: проектні засади / І.Г. єрмаков // Рідна школа. – 2006. -№12. – С. 49-51.

4. Кадемія М. Ю., Шахіна І. Ю. Інформаційно-комунікаційні технології в навчальному процесі : Навчальний посібник / Кадемія М. Ю., Шахіна І. Ю. / – Вінниця, ТОВ «Планер». - 2011. – 220 с. http://www.dut.edu.ua/uploads/l_741_96203634.pdf