Применение баз данных при обучении студентов технических вузов профильным дисциплинам

THE USE OF DATABASES FOR TEACHING PROFILE DISCIPLINES TO STUDENTS OF TECHNOLOGICAL INSTITUTES

Т.Р. Гильманшина, С.И. Лыткина, Т.П. Пушкарева, С.А. Худоногов

T.R. Gilmanshina, S.I. Lytkina,

T.P. Pushkaryeva, S.A. Hudonogov

Эффективность профессиональной деятельности, электронная база данных, литейное оборудование.

В данной работе представлена база данных «Технологическое оборудование литейных цехов», предназначенная для обучения будущих инженеров литейного производства профильным дисциплинам. База содержит более 2 500 моделей с описанием их устройства, принципов действия, поясняющими чертежами, областью применения и технологическими характеристиками.

Effectiveness of professional activity, electronic database, foundry equipment.

«Technological equipment of foundries» database intended for teaching profile disciplines to future engineers of foundry production is presented in this article. The base contains more than 2500 models with the description of their device, the principles of the operation, explaining drawings, the area of application and technical characteristics.

Р азвитие отечественной промышленности требует достижения сбалансированного соответствия между качеством подготовки выпускников технических вузов и актуальными потребностями науки и наукоемкого производства.

Проведенные исследования показали, что на протяжении ряда лет исследователи проблем высшей школы и руководители производства отмечают неудовлетворительное качество подготовки будущих инженеров и необходимость вложения значительных затрат в их адаптацию к производственным условиям.

Сегодня только 20 % занятого населения работают по полученной в вузе базовой спе- циальности, а 42 % молодежи в первые же два года по окончании профессиональных учебных заведений меняют свои профессии [Информационно-коммуникационные технологии в образовании]. В промышленной сфере без работы в первую очередь оказываются лица с низкой квалификацией и узкой специализаци- m

ей. Узкая специализация ограничивает возможность профессиональной мобильности, а значит, делает бакалавра менее конкурентоспособным на рынке труда, менее защищенным в профессиональном плане в условиях рыночных отношений.

Сохранившийся до настоящего времени в вузах традиционный подход к обучению ориентирован в основном на достигнутый уровень развития науки и освоение существующих технологий, которые для инновационных производств быстро прогрессируют. Растущие же информационные потоки и высокотехнологич- ные производства требуют специалистов с ба- зовым уровнем образованности, способных переключиться с одного вида деятельности на другой.

В исследованиях [Перехожева, Шершнева, 2012; Пушкарева, 2012; Мамина и др., 2009] показано, что формирование профессиональной компетентности выпускников технических вузов в современных условиях напрямую зависит

ВЕСТНИК

от их уровня математической подготовки и информатизации учебного процесса по широкому спектру направлений: от аудиторных занятий до самостоятельной учебной и исследовательской работы студентов. Процесс информатизации образования не может быть сведен только к способам использования, хранения и передачи информации с помощью электронных носителей. Образовательный смысл информатизации как значимой тенденции развития высшего образования состоит в поиске и реализации педагогических условий преобразования информации в знание. Потому для обучения студентов по любому направлению и профилю создается информационное обеспечение процесса обучения – система форм и методов его отображения на каком-то носителе информации. Принципиально новый шаг в этом был сделан, когда от применения компьютеров для решения отдельных задач перешли к использованию их для системной автоматизации тех или иных законченных работ при обработке информации. Решающее значение для эффективности систем подобного рода имеет то обстоятельство, что они опираются на автоматизированные информационные базы данных, позволяющие знакомить студентов с современным промышленным и научным оборудованием, его назначением и практическим использованием [Пушкарева, 2012].

В настоящее время опубликовано недостаточно литературы, освещающей устройство и принцип работы современного литейного оборудования. Как правило, информацию о нем можно взять только из сети Internet, которая, хотя и является общедоступной, но не дает полного представления о данном вопросе. Зачастую сайты заводов отражают только общее представление о выпускаемом ими оборудовании, включая описание назначения и достоинства моделей и, в лучшем случае, технические характеристики [Мамина и др., 2009; Гильман-шина и др., 2012].

Известно, что при поиске нужного оборудования с заданными параметрами затрачивается большое количество времени и ресурсов, одна- ко впоследствии не всегда приводит к нужному результату. Разработанная нами поисковая система вполне решает эту проблему.

Описание информационной базы данных. На кафедре «Литейное производство» института цветных металлов и материаловедения ФГАОУ ВПО СФУ разработана и внедрена в учебный процесс автоматизированная информационная база данных «Литейное оборудование», предназначенная для выбора наиболее оптимальных моделей технологического литейного оборудования в зависимости от области их применения. В базе представлено оборудование современного производства, а также рыночные образцы оборудования как следующий этап технологического оснащения. Материалы этой базы данных могут быть использованы в качестве справочника и отправной точки для самостоятельной исследовательской работы, при подготовке студентами курсового или дипломного проектирования, а также при проведении практических занятий по дисциплинам «Основы проектирования литейных цехов», «Оборудование литейных цехов», «Машины и автоматизированные системы в литейном производстве».

База данных «Литейное оборудование» создана на основе программы Microsoft Оffice Аccess, интерфейс выполнен в среде Borland Delphi 2010.

Разработанная система состоит из двух частей: информационной (рис. 1) и непосредственно самой базы данных.

Информационная часть предназначена для поиска информации об оборудовании. При вводе наименования модели в строку «Модель» открывается диалоговое окно, в котором представлена информация о заданной модели:

– общие сведения о модели: внешний вид и название модели, назначение, наименование производителя, который ее выпускает (см. рис. 1);

– описание модели: чертежи модели и ее отдельных узлов, описание основных элементов и принципа действия (рис. 2);

– литературный источник: перечень источников литературы, в которых упоминается данная модель.

Рис. 1. Информационное окно базы данных «Литейное оборудование»

Рис. 2. Окно описания модели

Разделы «Описание модели» и «Литературный источник» выполнены в программе Microsoft Office Word для облегчения последующей работы с полученной информацией. Однако все изменения, которые будут вноситься в данные документы, не будут сохранены. Это сделано с той целью, чтобы пользователь без прав администратора не мог редактировать базу данных.

Для случая если модель оборудования не известна, в базе заложена возможность выбора наиболее оптимальной через поисковую систему.

Поиск оборудования может осуществляться по двум критериям:

– по наименованию параметра модели (рис. 3): производительность, размер опок, размер форм и т.д.;

– по наименованию модели и области ее использования (рис. 4).

ВЕСТНИК

Рис. 3. Окно поиска модели оборудования по параметрам

Рис. 4. Окно поиска модели оборудования по его названию и назначению

При выборе оборудования по параметрам (см. рис. 3) поиск можно осуществлять по одному, двум или трем параметрам одновременно. Если пользователю известны полное наименование параметра и его значения, необходимо воспользоваться функцией «Полное совпадение». Если четкое название параметра и / или его значения не известны, то следует использовать функцию «Частичное совпадение». При подборе нужного оборудования дополнительно можно задавать наименование отделения, в котором расположено оборудование.

При поиске оборудования по названию или назначению (см. рис. 4) также можно задавать четко название или назначение модели или ча- стичное его совпадение. Для удобства анализа полученных результатов колонка, по которой идет поиск, подсвечивается красным цветом.

Результаты поиска и в том и другом случае выводятся в нижней части информационного окна в виде таблицы и могут быть сформированы в виде отчета, сохраняемого с расширением *.txt, или отправлены на принтер и распечатаны.

Двойной щелчок по названию заинтересовавшей модели позволит вернуться в первое окно и вывести все ее характеристики с описанием.

Основная часть базы выполнена в программе Microsoft Office Access (рис. 5). К этой части пользователь не имеет доступа, поэтому вносить свои изменения в базу не может.

Рис. 5. Вид основной части базы данных

Для удобства работы в информационной базе данных предусмотрен раздел «Справка», внешний вид которого показан на рис. 6.

Программа, помимо русского, поддержи-

Рис. 6. Справка базы данных

m

На сегодняшний день база данных содержит более 2 500 единиц литейного оборудования, серийно выпускаемых, вновь осваиваемых и перспективных моделей с их полным описанием и параметрами.

вает английский язык – переключение интерфейса программы на английский язык осуществляется с помощью пункта меню «Language – English».

Результаты педагогического эксперимента. Представленная информационная база данных в течение нескольких лет активно используется в ФГАОУ ВПО СФУ для самостоятельной исследовательской работы будущих инженеров

ВЕСТНИК

литейного производства, при подготовке курсового и дипломного проектирования, а также при проведении практических занятий по дисциплинам «Основы проектирования литейных цехов», «Оборудование литейных цехов», «Машины и автоматизированные системы в литейном производстве».

Для проверки эффективности построенной базы данных проводились контроль выполнения объема внеаудиторной самостоятельной работы студентами ІІІ–IV курсов, а также анкетирование дипломников с целью выяснения влияния наличия такой базы на их учебную и исследовательскую деятельность (по четырехбалльной системе, при которой 1 означает отсутствие влияния). Полученные данные приведены в таблице.

Результаты анкетирования

№ п/п	Влияние наличия информационной базы данных на деятельность студентов	Кол-во ответов в % к числу опрошенных на оценку
		4	3	2	1
1	Сокращает время поиска информации о моделях	48	19	21	9
2	Обеспечивает полноту данных о моделях	37	15	19	26
3	Обеспечивает обновление данных о моделях	51	31	13	2
4	Повышает уровень знаний по профильным дисциплинам	52	28	15	2
5	Способствует развитию навыков исследовательской деятельности	46	14	15	6
6	Активизирует реферативную работу, участие в конкурсах, конференциях и др.	43	14	15	25

На рис. 7 представлены результаты выполнения внеаудиторной самостоятельной работы студентами контрольной (без использования базы данных) и экспериментальной (обучение с использованием информационной базы данных) групп.

Рис. 7. Динамика выполнения студентами самостоятельной работы (в %)

Таким образом, создание информационной электронной базы «Литейное оборудование» и использование ее данных в учебном процессе способствует усилению профессиональной подготовки будущих инженеров – литейщиков. Структура и логика ее использования позво- ляет без больших трудозатрат оперативно обрабатывать большой объем имеющегося литейного оборудования, выполнять поиск необходимых моделей и формировать отчет по его итогам. Современный и наглядный интерфейс программы делает работу с ней максимально удоб- ной и комфортной, а решение по оптимизации базы данных делает программу нетребовательной к программным и аппаратным средствам компьютера и способной работать практически со всеми версиями операционных систем корпорации Microsoft.