Создание виртуальной технологической лаборатории и организация обучения при подготовке кадров высшей квалификации

Описана технология виртуального моделирования, используемая в качестве инструмента повышения качества инженерного образования. Авторами предлагается подход к созданию прототипа виртуальной технологической лаборатории по изучению процессов производства органических красителей в программной среде системы vAcademia. При создании лаборатории использована базовая среда программирования vAcademia. Для создания элементов лаборатории использованы инструменты различных систем: двух- и трёхмерные системы проектирования SketchUp, AutoCAD, КОМПАС-3D; графические и видеоредакторы: Adobe Photoshop, The GIMP, Photoscape, Windows Movie Maker, SONY Vegas Pro; визуальный инструмент моделирования динамических систем SIMUL8; программное обеспечение для работы с таблицами и текстом Microsoft Office. Виртуальная лаборатория создана в целях имитации реальной лабораторной среды и производимых в ней процессов, а также для моделирования учебной среды, в которой студенты трансформируют свои теоретические знания в практические умения и навыки. Выполнены тестовые исследования по оценке качества образования с использованием разработанной коммуникативной и образовательной среды в виде виртуального пространства технологической лаборатории по изучению процессов производства органических красителей.

качество инженерного образования, виртуальная лаборатория, моделирование технологических процессов, информационно-логические модели, имитационные модели

1. Fominykh M., Prasolova-Forland E., Hokstad L.M., Morozov M. Repositories of Community Memory as Visualized Activities in 3D Virtual Worlds // Ralph, H., Sprague, J. (Eds). 47th Hawaii International Conference on System Sciences (HICSS), Waikoloa, HI, USA, January 6–9, 2014, IEEE. P. 678–687.

2. Smorkalov A., Fominykh M., Morozov M. Stream Processors Texture Generation Model for 3D Virtual Worlds: Learning Tools in vAcademia // Lin, Q., Muhlhauser, M, Sheu, P. (Eds). 9th International Symposium on Multimedia (ISM), Anaheim, CA, USA, December 9–11, 2013, IEEE. P. 17–24.

3. Smorkalov A., Fominykh M., Morozov M. Collaborative Work with Large Amount of Graphical Content in a 3D Virtual World: Evaluation of Learning Tools in vAcademia // 16th International Conference on Interactive Collaborative Learning (ICL), Kazan, Russia, September 25–27, 2013, IEEE. P. 303–331.

4. Что такое «Виртуальный Мир»? // WORLD2. RU. 2008. 22.01. URL: http://world2.ru/story/680.html

5. Шейнбаум В.С., Пятибратов П.В., Хохловa М.С., Гришин Д.В., Пельменёва А.А. Обучение студентов в виртуальной среде профессиональной деятельности на примере междисциплинарного тренинга // Инженерное образование. 2016. № 20. С. 178–187.

6. Шейнбаум В.С. Междисциплинарное деятельностное обучение в виртуальной среде профессиональной деятельности: состояние, перспективы // Высшее образование России. 2017. № 11. С. 61–68.

7. Шейнбаум В.С. Компетенция «умение работать в команде» и её развитие с использованием технологии междисциплинарного обучения в виртуальной среде профессиональной деятельности // Высшее образование сегодня. 2018. № 2. С. 2–8. DOI: 10.25586/RNU.HET.18.02.P.02

8. Kowalik D., Rusyn B. Innovative Vocational Didactics Aimed at the Preparation of Staff According to Industry 4.0 and Europe 2020 // DEStech Transactions on Social Science Education and Human Science: 4th International Conference on Education Reform and Modern Management, Thailand, Aug 06–07, 2017. P. 12–17.

9. Smorkalov A., Morozov M., Fominykh M. Virtualizing Real-Life Lectures with vAcademia, Kinect, and iPad // Communications in Computer and Information Science. 2014. Vol. 435. Рart II. P. 156–161.

10. Mikhaylyuk M.V., Torgashev M.A. Modeling and visualization of 3D virtual consoles in simulators // Scientific Visualization. 2014. Vol. 6. No. 4. P. 50–60.

11. Tikhomirov G., Saldikova I., Malikova E., Kuchenkova L., Pilyugin V. NRNU MEPHI experience in development and application of visualization software in nuclear power plants education // Scientific Visualization. 2012. Vol. 4. No. 2. P. 57–63.

12. Виртуальный образовательный мир vAcademia. URL: http://vacademia.com/wiki/doku.php

13. Краснянский М.Н., Попов А.И., Обухов А.Д. Математическое моделирование адаптивной системы управления профессиональным образованием // Вестник Тамбовского государственного технического университета. 2017. Т. 23. № 2. С. 196–208. DOI: 10.17277/vestnik.2017.01

14. Купцов А.И., Купцов С.А., Хайруллин Р.З., Богач В.В. Разработка и использование технологий виртуальной реальности в процессах обучения // Вестник Казанского технологического университета. 2016. № 4 (19). C. 100–101.

15. Мокрозуб В.Г. Графовые структуры и реляционные базы данных в автоматизированных интеллектуальных информационных системах. М.: Спектр, 2011. 108 с.

16. Немтинов В.А., Мокрозуб В.Г., Пахомов П.И., Немтинов К.В. Моделирование объектов коммунальных систем // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2010. № 7. С. 35–39.

17. Немтинов В.А., Карпушкин С.В., Мокрозуб В.Г., Немтинова Ю.В. Виртуальное моделирование химико-технологических систем. Состояние проблемы. Тамбов: Изд-во ТГУ им. Г.Р. Державина, 2010. 236 с.

18. Немтинов В.А., Карпушкин С.В., Мокрозуб В.Г., Немтинова Ю.В. Методы и алгоритмы создания виртуальных моделей химико-технологических схем. Тамбов: Издательский дом ТГУ им. Г.Р. Державина, 2011. 282 с.

19. Немтинов В.А., Карпушкин С.В., Мокрозуб В.Г., Немтинова Ю.В. Прототип виртуальной модели учебно-материальных ресурсов университета химико-технологического профиля. Тамбов: Изд-во ТГУ им. Г.Р. Державина, 2012. 436 с.

20. Борисенко А.Б., Карпушкин С.В. Иерархия задач аппаратурного оформления технологических систем многоассортиментных химических производств // Известия Российской академии наук. Теория и системы управления. 2014. № 3. С. 113–123.

21. Немтинов В.А., Салущева А.В., Бубнов А.А. Виртуальное моделирование объектов системы подготовки воды // Вестник Тамбовского государственного технического университета. 2011. Т. 17. № 2. С. 445–448.

22. Мокрозуб В.Г., Малыгин Е.Н., Карпушкин С.В. Постановка задачи разработки математического и информационного обеспечения процесса проектирования многоассортиментных химических производств // Вестник Тамбовского государственного технического университета. 2017. T. 23. № 2. С. 252–254. DOI: 10.17277/vestnik.2017.01

23. Мокрозуб В.Г., Немтинов В.А., Егоров С.Я. Информационно-логические модели технических объектов и их представление в информационных системах // Информационные технологии в проектировании и производстве. 2010. № 3. С. 68–73.

24. Мокрозуб В.Г., Малыгин Е.Н., Карпушкин С.В. Системный анализ процессов принятия решений при разработке технологического оборудования // Вестник Тамбовского государственного технического университета. 2017. Т. 23. № 3. С. 364–373. DOI: 10.17277/vestnik.2017.03

25. Немтинов В.А., Немтинова Ю.В. Использование системы моделирования динамических процессов для оперативного управления промышленным производством // Химическая промышленность сегодня. 2007. № 7. С. 43–48.

26. Немтинов В.А., Манаенков А.М., Морозов В.В., Егоров Е.С. Использование интернета при информационной поддержке принятия решений по управлению промышленным предприятием // Прикладная информатика. 2010. № 4 (28). С. 8–12.

27. Немтинов В.А., Немтинова Ю.В., Русских Д.С. Оперативное управление выпуском продукции с использованием системы моделирования динамических процессов // Вестник Тамбовского государственного технического университета. 2007. Т. 13. № 2. С. 372–378.

28. Аршинский Л.В., Пугачев А.А. Программный комплекс диагностики знаний TEACHLAB в TESTMASTER // Информатика и образование. 2002. №7. С. 68–74.