Методика формирования контингента обучающихся по направлению мехатроника и робототехника

Одной из важных проблем многоуровневого образования является формирование контингента обучающихся, пропаганда престижа будущей профессии, информирование о возможной траектории обучения. На кафедре робототехники и мехатроники Донского государственного технического университета в последние годы реализуется отработанный алгоритм подготовки и отбора абитуриентов.

Методологическая часть

Непрерывное образование - процесс роста образовательного (общего и профессионального) потенциала личности в течение всей жизни на основе использования системы государственных и общественных институтов и в соответствии с потребностями личности и общества. Необходимость непрерывного образования обусловлена прогрессом науки и техники, широким применением инновационных технологий [1].

В целях повышениях качества предоставления образовательных услуг в высших учебных заведениях формируются институты по формированию контингента абитуриентов и внеурочной деятельности студентов (научные кружки). Такие мероприятия позволяют помочь школьникам с выбором будущих профессий и значительно повысить уровень их образования и общекультурной нравственности. Также работа со студентами в кружках при кафедрах, способствует расширению профессиональных компетенций будущих выпускников ВУЗов, а, следовательно, повышает их востребованность на рынке труда. Таким образом, внедрение принципов непрерывного образования способствует решению трех основных задач[2]:

• 1.    подготовке человека для включения его в систему современных общественных, профессиональных отношений;

• 2.    совершенствованию, развитию человека, уже включенного в общественное производство, с целью его своевременной адаптации к постоянно меняющимся условиям;

• 3.    разностороннему развитию личности, формированию ее мировоззрения, нравственных, эстетических, физических и других качеств, интересов, потребностей, общей культуры.

Реализация

Алгоритм подготовки и отбора абитуриентов на кафедре мехатроники и робототехники Донского государственного технического университета состоит из пяти этапов, которые в свою очередь делятся на работу со школьниками (этап 1), работу со студентами (этап 2 - 4) и работу с магистрантами (этап 5). Все перечисленные этапы будут рассмотрены ниже.

Этап 1. Профессиональная ориентация школьников. Преподаватели кафедры проводят занятия в профильных классах четырех школ, учащиеся которых выразили желание специализироваться в области робототехники и мехатроники, а также в центре детского технического творчества города Ростова-на-Дону и детском университете, созданном в ДГТУ. Основная цель этих занятий:

• •    знакомство с основами робототехники, перспективами и направлениями развития и применения роботов в различных отраслях народного хозяйства;

• •    формирование первичных навыков разработки и конструирования мобильных роботов на базе комплектов Lego;

• •    формирование навыков программирования систем управления для реализации различных задач – например, поиск источников пожара, уборка мусора, движение по заданной траектории и других.

На данном этапе школьники 6-11 классов знакомятся с основными узлами роботов, принципами их работы и конструкцией различных датчиков, формированием алгоритмов работы систем управления. Большинство школьников, с которыми работают преподаватели и сотрудники кафедры, принимают участие в городских и региональных соревнованиях по робототехнике и других конкурсах технических проектов. Кроме того, программа обучения в детском университете ДГТУ дополнительно включает изучение основ электроники, программирования и методов автоматизированного проектирования.

Ежегодно на региональном робототехническом фестивале "РобоФест-Ростов- на-Дону" (см. рисунок 2) преподаватели, задействованные в профориентации школьников, выступают в качестве руководителей команд. В последнем фестивале приняло участие 6 команд под руководством преподавателей кафедры мехатроники и робототехники, из которых 3 команды заняли призовые места в разных номинациях.

Рис.1. Участники "РобоФест-Ростов-на-Дону"

Практика показывает, что построение таких занятий с учетом конкретных знаний и интересов школьников, вовлечение их в процесс технического творчества, конструирования и программирования созданной разработки обеспечивают их «образовательный интерес», служат эффективным импульсом для тщательной подготовки к ЕГЭ. В конечном итоге это обеспечивает повышение уровня знаний школьников, что сказывается на увеличении проходного балла поступающих в высшие учебные заведения, в том числе на кафедру «Робототехника и мехатроника» ДГТУ. Также благодаря проводимым мероприятиям ежегодно при проведении дня открытых дверей университета кафедру робототехники и мехатроники посещают порядка 120 абитуриентов.

Этап 2. После зачисления в университет студенты имеют возможность, в дополнение к учебным занятиям, заниматься в Ресурсном центре робототехники (РЦР) ДГТУ. В этом году из 52 зачисленных на первый курс по программе Мехатроника и робототехника на занятия в центре записались 40 человек. В центре осуществляется углубленное практическое освоение навыков конструирования электромеханических устройств и роботов, разработки микропроцессорных систем их управления, создания программ обработки сенсорной информации, разработки алгоритмов и программ для микроконтроллеров и микроЭВМ, управляющих этими объектами. В Ресурсном центре робототехники на практических задачах студенты осваивают использование современных компьютерных средств (CAD\CAM) и информационных технологий на этапах проектирования и отладки программно-аппаратных комплексов. Большинство студентов работающих в Ресурсном центре робототехники занимают призовые места в вузовских, региональных и всероссийских научно-технических мероприятиях, а так же различного уровня робототехнических мероприятиях, в том числе международных.

Этап 3. Обучающиеся по программе бакалавриата студенты, имеющие склонности к самостоятельной работе могут выбрать из тематики одного из преподавателей кафедры, занимающихся исследовательской деятельностью, задачу, которая будет им решаться в курсовом проектировании или в выпускной квалификационной работе. Кружковая работа студентов на кафедре является важным элементом, связующим теоретические знания и практические навыки их применения и обеспечивает обучающихся набором компетенций, предусмотренных образовательной программой. В процессе обучения студенты имеют возможность и реализуют свои собственные технические разработки и проекты на базе коворкинга ДГТУ Gараж. Наличие в нем оборудования, помещений для работы, ресурсов для содействия группе разработчиков делает его реальным инструментом как профессиональной подготовки специалистов, так и элементом реализации студенческих стартапов.

Данный этап подготовки позволяет внедрять методы проектного обучения студентов и повышает вовлечение студентов в образовательный процесс. Студенты, задействованные в кружковой работе кафедры, получают патенты на изобретения [3], участвуют во всероссийских и международных научных выставках и конференциях. В результате, переходя на выпускные курсы, у многих участников научных кружков кафедры уже имеется большое количество собственных наработок, что облегчает им написание и защиту выпускной квалификационной работы.

Этап 4. Данный этап характеризуется целенаправленной работой преподавателей кафедры со студентами в процессе аудиторных занятий и кружковой работы для отбора талантливых и способных к исследовательской работе студентов бакалавриата. Лучшим студентам 4 курса предлагается продолжение обучения в магистратуре. Ежегодно в магистратуру кафедры по направлению Мехатроника и робототехника проступает 10-12 выпускников кафедры.

Этап 5. При обучении в магистратуре превалируют проектные методики обучения. Поэтому, изучая каждую дисциплину, магистрант использует ее методики для решения задач собственной диссертации. Тематика диссертаций формируется на основе актуальных исследовательских и опытно-конструкторских задач, в том числе из перечня задач, определяемых предприятиями, заинтересованными в развитии направления Мехатроника и робототехника. Лучшие выпускники магистратуры имеют возможность продолжить обучение в аспирантуре при кафедре.

Для наглядности была построена структурная схема алгоритма подготовки и отбора абитуриентов на кафедре робототехники и мехатроники (Рис.2.), на которой отражены этапы отбора абитуриентов с краткими пояснениями и основные подпункты, на которые разделён каждый этап. Схема состоит из блоков, соединённых линиями для обеспечения большей наглядности и подтверждения логической связи между ними.

технического тиорчестба

Этап 2.

Внеаудиторные занятия б ресурсном центре робототехники

Детской университет при ДПУ

Этап 3.

Организация самостоятельной работы студентов

|/№та? б кружках кафедры |

Участие б НИР

— Реализация проектов б PUP и коворкинге

Этап 4.

НелЕнапрабленния работа со студентами

Участие б научных проектах кафедры и дипломное проектирование. Отбор кандидатов для продолжения обучения б магистратуре.

Этап 5.

Рабата с магистрантами по тематике диссертаций, реализация проектов, разбитие исследовательских набыкоб. Отбор кандитатоб для обучения б аспирантуре

Рис. 2. Структурная схема алгоритма подготовки и отбора абитуриентов

Заключение

При достижении целей каждого этапа обеспечивается эффективная работа с абитуриентским резервом по его подготовке, профилизации и мотивации. Студенты и магистранты имеют все возможности для самореализации и развития творческих, исследовательских, конструкторских возможностей, что является обязательным при подготовке нового поколения специалистов.