Модернизация учебного демонстрационного стенда как способ повышения качества практической подготовки будущих инженеров

Практическая подготовка будущих инженеров является важной и неотъемлемой частью их обучения, в рамках которой студенты получают реальный профессиональный опыт. Повышение качества такой подготовки, безусловно, требует совершенствования лабораторного оснащения и средств обучения, отвечающих современному уровню развития инженерной индустрии. В данных условиях интерес вызывает модернизация учебных стендов, как прототипов объектов профессиональной деятельности. Анализ и обновление учебных демонстрационных стендов позволит приблизить процесс обучения к реальным условиям будущей профессии, не выходя из стен учебного заведения.

Цель исследования заключается в описание процесса модернизации учебно-демонстрационного стенда (на примере стенда «Макет ракеты 8К-14») как способа повышения качества практической подготовки будущих инженерных кадров.

Материалы и методы. Исследование проводилось в рамках реализации проекта, поддержанного стипендиальной программой Владимира Потанина, с 2021 года. В исследовании приняли участие преподаватели и студенты кафедры систем автоматического управления Сибирского государственного университета науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева. В качестве предмета модернизации был выбран макет ракеты 8К-14, как наиболее востребованный и, в то же время, устаревший макет.

Методами исследования явились анализ психолого-педагогической и специальной литературы, изучение опыта модернизации стенда, обобщение результатов.

Основной результат исследования заключается в обогащении практики подготовки будущих инженерных кадров, включающей освоение нескольких инженерно-конструкторских технологий, и направленной на достижение единого результата, в условиях модернизации учебно-демонстрационных стендов. Так в процессе обновления стенда «Макет ракеты 8К-14» студенты используют современные материально-технические средства (светодиодные ленты, светодиоды, электромотор, цветной TFT сенсорный дисплей, матричная клавиатура, роторный энкодер и т.п.) и различные технологии. В качестве управляющего устройства используется один из микроконтроллеров платформы Arduino. Управление стендом осуществляется пользователем при помощи сенсорного экрана дисплея, механической клавиатуры, энкодера и джойстика. Дисплей, выступая не только как орган отображения информации, но и как управляющий элемент, позволяет ввести в работу стенда дополнительный функционал связанный с возможностями языка программирования более известный как GUI (Graphical User Interface). Кроме того, в процессе модернизации стенда студентам нередко требуются дополнительные детали, выполнение которых реализовывается с использованием технологии 3D печати.

В заключении обобщается опыт процесса модернизации учебного стенда «Макет ракеты 8К-14» как способа усиления практической подготовки будущих инженерных кадров. Совместная работа студентов и преподавателей по модернизации учебных демонстрационных средств обучения позволит усилить практическую подготовку студентов, углубить обучаемых в самостоятельную инженерно-конструкторскую деятельность, сделать процесс обучения, в целом, более увлекательным и интересным. Данный подход может быть реализован с использованием любого учебно-демонстрационного стенда.

1. Фомин, Е. Н. Обзор учебно-лабораторных стендов для выполнения лабораторных работ на основе микропроцессоров и микроконтроллеров / Е. Н. Фомин // Актуальные проблемы авиации и космонавтики : сборник материалов VIII Международной научно-практической конференции, посвященной Дню космонавтики : в 3 т., Красноярск, 11–15 апреля 2022 года. Том 2. Красноярск: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева", 2022. С. 235-238.

2. Мачихо, И. О. Модернизация лабораторных стендов с целью совершенствования учебного процесса / И. О. Мачихо // Высшее техническое образование: проблемы и пути развития: материалы VII Международной научно-методической конференции ( Минск, 20-21 ноября 2014 г.) / редкол. Е. Н. Живицкая и др. Минск: БГУИР, 2014. С. 68-69.

3. Учебный стенд — основа технического образования // Дидактические системы URL: https://disys.ru/products/uchebniestendy (дата обращения: 27.07.2023).

4. Модернизация и индустриализация // Инфопедия URL: https://infopedia.su/1xa54f.html (дата обращения: 28.06.2023).

5. Ракета 8К14. Техническое описание. Часть 1 // Ракета 8К14 (Р-17) URL: http://raketa-8k14.narod.ru/index_1.html (дата обращения: 28.06.2023)

6. Борисов В. А., Жижкин А. М., Мелентьев В. С. Конструирование основных узлов и систем ракетных двигателей : учеб. пособие. Самара : СГАУ, 2011. 42 с.

7. Аппаратная плаnформа Arduino. URL: https://arduino.ru/ (дата обращения: 8.09.2023).

8. Бархатова Д. А., Нигматулина Э. А. Телесно-ментальный подход к обучению информатике с использованием натурно-дидактических средств: монография / Краснояр. гос. пед. ун-т им. В.П. Астафьева. Красноярск, 2017. 152 с.