Комплексное предложение для системы общего и средне специального образования ...
01_Тарасов
1. Донбасская государственная
машиностроительная академия
Зав. каф. КИТ ДГМА д.т.н., проф. А.Ф. Тарасов
tarasov@dgma.donetsk.ua, tarasov50@inbox.ru, http:itp.dn.ua
Повышение практической
направленности учебного процесса
в высшей школе
Кафедра компьютерных
информационных технологий
2. Основные направления повышения
практической направленности
учебного процесса в высшей школе
• Развитие сотрудничества с другими вузами, институтами НАН
Украины с фирмами – разработчиками программного
обеспечения, промышленными предприятиями в рамках
различных объединений, творческих союзов, стажировок,
практик, совместных НИР.
• Расширение сотрудничества с зарубежными вузами, участие
в совместных международных проектах.
• Развитие специализаций в рамках базовых специальностей.
• Использование технологий командной работы студентов
различных специальностей над комплексными проектами.
• Применение технологий Дистанционного обучения,
Виртуальных и Удаленных лабораторных работ в режиме
24/7.
3. Спеціальність:
122 «Комп’ютерні науки»
(кафедра комп’ютерних
інформаційних технологій)
Галузь знань: 12 "Інформаційні технології"
Спеціалізації:
•Інформаційні технології в техніці та бізнесі
•Інформаційні технології в WEB-орієнтованих
системах
• Інформаційні технології в медицині
4. Развитие специализаций
Информационные технологии
в технике и бизнесе
Обучаемые получают навыки:
проектирования, разработки и реализации различного рода информационных систем,
а также других программных систем, применяемых в настоящее время практически в
любой сфере деятельности: на промышленных предприятиях различного профиля
(3D-проектирование, моделирование и др.), в банковском секторе, в области систем
электронной коммерции (базы данных и знаний), ювелирной промышленности
(создание фотореалистических изображений, 3D-печать и др.) .
Применение полученных знаний:
на производственных предприятиях различного профиля, в проектно-конструкторских
и научно-исследовательских центрах, на предприятиях банковской сферы; в
компаниях и фирмах, занимающихся разработкой и внедрением информационных
систем и технологий, а также программированием прикладного программного
обеспечения для всех сфер человеческой деятельности.
5. Развитие специализаций
Информационные технологии в
WEB-ориентированных системах
Обучаемые получают навыки:
создания web-приложений различного назначения с использованием сетевых технологий,
информационных порталов, технологий информационного обеспечения рекламной деятельности
и создания программ для мобильных систем; создания интеллектуальных систем
информатизации и управления для органов государственной власти и местного самоуправления,
финансово-экономических и банковских организаций (электронные банки, компании, холдинги и
т.п.), производства (электронные предприятия и т.п.), ЖКХ (электронные города, дома,
коммуникации и т.п.), поддержки социально-культурной сферы (электронные школы,
университеты, библиотеки, музеи, больницы, магазины и т.п.) и др.
Применение полученных знаний:
разработчика программного обеспечения, Web-сайтов и баз данных; администрирование сетей;
разработка вычислительных, управляющих и микропроцессорных систем; разработка
автоматизированных систем управления технологическими процессами; разработка и
эксплуатация компьютерных сетей и средств телекоммуникаций; производство вычислительной и
другой цифровой техники; эксплуатация современных программно-технических комплексов.
6. Развитие специализаций
Информационные технологии
в медицине
Обучаемые получают навыки:
инженерно-технического обеспечения медицинского оборудования, приборов,
аппаратов, систем и комплексов медико-биологических исследований; разработки
новых методов исследования биологических объектов, а также медицинских
технологий с применением технических средств, биомедицинских приборов,
аппаратов; применения вычислительных средств для обработки информации при
создании и эксплуатации баз данных в медицине.
Применение полученных знаний:
работа в медицинских учреждениях (больницах, поликлиниках, диагностических
центрах, научно-исследовательских медицинских и биологических центрах,
лабораториях, институтах), а также на предприятиях сервисного обслуживания
медицинской техники и в коммерческих структурах.
7. • Розробка web –орієнтованих систем на
основі фреймворків та web-сервісів
3 кр/90 год.
• Розробка web –орієнтованих
корпоративних систем 3 кр/90 год.
Новые дисциплины для
всех специализаций
8. Новые дисциплины
для специализаций
• Розробка інтерактивних web-орієнтованих
систем 3 кр/90 год.
• Розробка web –орієнтованих прикладних
систем 3 кр/90 год.
• Принципи побудови інтерфейсу для
мобільних систем 2 кр./60 год.
9. • Вузли та елементи медичної техніки
1,5 кр./45 год
• Біотехнологічні системи і технології
3 кр/90 год.
• Біомедична механіка 3 кр/90 год.
Новые дисциплины
для специализаций
10. Направления развития
специальности
Расширение интегрированного использования CAD/CAM/CAE-
систем + Топологическая
(структурная) оптимизация
Возможность проектировать оптимальные конструкции на основе МКЭ и
интеграции специализированного программного обеспечения с САЕ –
системами
11. Направления развития
специальности
Технологии 3D-печати
• Возможность быстрого производства геометрически сложных
деталей без необходимости механической обработки (т.н.
«субтрактивных» методов – фрезеровки, сверления и пр.).
• Производство практически безотходно, что выгодно отличает процесс
от существующих технологий.
• Построение моделей
занимает порядка
несколько часов,
что несоизмеримо
более выгодно,
чем другие процессы.
12. Направления развития
специальности
Все больше предметов будут подключаться к
глобальной сети, тем самым создавая новые
возможности в сферах:
безопасности,
аналитики и
управления, открывая
новые и более
широкие перспективы
и способствуя
повышению качества
жизни населения.
Интернет вещей - сеть, в которой небольшие
малосвязанные сети образуют более крупные.
13. Направления развития
специальности
• 1 уровень связан с идентификацией каждого объекта.
• 2 уровень предоставляет сервисы обслуживания потребителя
(сеть собственных «вещей», пример – «умный дом»).
• 3 уровень - урбанизация
городской жизни
(«умный город»).
• 4 уровень – сенсорная
планета.
Технологии
• Радиочастотная
идентификация (RFID).
• Беспроводные сенсорные
сети.
Четыре уровня сети:
14. Технологии и обеспечение
учебного процесса с
применением ИКТ
Технологии обучения, основанные на ИКТ:
•Дистанционное обучение
•Смешанное обучение
•Обучение в сотрудничестве
•UNIT Factory, бесплатное обучение
программированию без учителей,
лекций и оценок.
Методическое обеспечение учебного процесса
Техническое обеспечение учебного процесса (Новое
оборудование и программное обеспечение). Переход к
широкому иcпользованию ЕS.
15. TMM, 21-23 February, 2017
15
Development of programmes and courses
& pilot teaching
Donbass State Engineering Academy
• The team of teachers at the 3 departments of APP, CIT, ESA was formed
(16 teachers in 2016).
• The courses to implement modules (2014-2016) for bachelors and masters
- 17 courses, for teachers retraining - 4 courses (APP, CIT - 2016) were
determined.
• The training courses in partner universities of the EU were complete
(2014-2015) .
• The training courses for teachers in DSEA were complete too. Seminars on
pedagogy, development of the received hardware and software were
hold. "New methods of teaching" (76 teachers in 2014), (29 in 2016).
“Altium Designer, Creo, Arduino, Raspberry Pi” - 2015).
16. TMM, 21-23 February, 2017
16
• Methodical support of courses have been developed. A number
of materials for distance learning was prepared (11 courses in
2016). Additionally, 8 methodical instructions was developed .
• New laboratory stands are developed (more than 10), laboratory
works for the application of the ES and the development of
software
• Technology R-Lab «GOLDi» is being implemented.
• The results of project was shared during the conferences for
DSEA teachers (9 reports -2015, 14 - 2016).
Donbass State Engineering Academy
Activities that have been carried out for the
development of the new teaching courses
17. TMM, 21-23 February, 2017
17
Overall achievement level and impact
Donbass State Engineering Academy
• During 2015-2016, the retraining in English language for
teachers carried out (60 teachers, 160 hours per year).
6 of them are involved in the “DesIRE” project.
• Integrated graduation projects and works are performed.
• More than 300 students participated in the pilot training
during 2016 (17 courses, 21 students groups ).
18. TMM, 21-23 February, 2017
18
Amount of students participate in pilot teaching
Donbass State Engineering Academy
Depart-
ment
Number of
teachers
(in project)
Number of groups and
students
Number
of
courses
2015/
2016
2016/
2017
ESA 6 2 (40) 5 (73) 6
CIT 6 6 (110) 9 (150) 5
APP 4 4 (44) 7 (96) 6
19. TMM, 21-23 February, 2017
19
Accreditation
•Accreditation of departments on level 4 has
been done: CIT (2015), ESA (2016).
• Students training specializations have been
developed (2015) (CIT - 3, ESA - 2, APP - 2 spec.).
•License for retraining of teachers and employees
(improvement of professional skills) was obtained in 2015.
•Retraining of 35 teachers of CIT and APP departments started in
February 2017.
Donbass State Engineering Academy
Development of programmes and courses
20. TMM, 21-23 February, 2017
20
The DSEA teachers from three departments were trained
in Nitra (3), Yerevan (2), Ilmenau (3), Mihelen (3), Tbilisy
(2),
Kyiv (2), Zaporozhye (3).
They teach students on the use of CAD/CAE/CAM-systems
and embedded systems for 5 specialties in DSEA
Staff (re-)training
Donbass State Engineering Academy
21. TMM, 21-23 February, 2017
21
Lectures on the ES, actuators and Altium Designer
PhD Miheenko D. (CIT)
Donbass State Engineering Academy
Creo, Arduino (CIT)
22. TMM, 21-23 February, 2017
22
Working with Altium Designer and Creo CAD-systems
Students gr. IT 13-1 Gribelsky V. and
Rogozhinsky A. - Laboratory work on course
«Сomputer-aided design technology»
Students gr. IT AS 14-2 Kas'yanyuk A.
and Denisyuk S. - The perform of
technological practice
Donbass State Engineering Academy
23. Development of Embedded System Courses with implementation
of Innovative Virtual approaches for integration of Research,
Education and Production in UA, GE, AM
23
TMM, 21-23 February, 2017
Stands for laboratory work
Working with the
device on SPI protocol
LED matrix
control
Working with
simple input-
output devices The control of
7-segments display
Donbass State Engineering Academy
24. TMM, 21-23 February, 2017
24
Work with
ultrasonic range
finder
Reading the
information from
the phone cards
Stands for laboratory work
Car Model with a range
finder and Radio Link
Donbass State Engineering Academy
25. TMM, 21-23 February, 2017
25
Studying the expansion card GLSD-Shield
Studying the expansion card
DangerShield
Stands for laboratory work
Donbass State Engineering Academy
26. TMM, 21-23 February, 2017
26
The use of different equipment
Donbass State Engineering Academy
27. TMM, 21-23 February, 2017
27
The introduction of LMS Moodle system.
Course development
• Courses for teachers "Methods of developing distance learning
courses in Moodle system" are carried out
(76 people in 2015, 29 - in 2016).
• Introduction of methodology for course development in LMS
Moodle was performed.
• In 2016 98 courses in DSEA are already developed. Among
them 42 courses have been developed in 3 our departments.
Donbass State Engineering Academy
28. TMM, 21-23 February, 2017
28
Student results from pilot teaching
Donbass State Engineering Academy
Depart
ment
2014/2015
2015/2016 2016/2017
Bachelor’s
thesis
Master's
thesis
Bachelor’s
thesis
Master's
thesis
Bachelor’s
thesis
Master's
thesis
ESA - - 5 1 5 7
APP 4 4 2 4 2 4
CIT 1 4 8 6 3 6
29. TMM, 21-23 February, 2017
29
Внедрение виртуальных лабораторий с
удаленным управлением с применением ES
Donbass State Engineering Academy
30. TMM, 21-23 February, 2017
30
"Development of R-Lab System using Arduino,
integrated with Moodle»
Master students Gridchin N. and Potemkin A.(IT-11-m, 2015)
Donbass State Engineering Academy
31. TMM, 21-23 February, 2017
31
«Variable frequency asynchronous electric drive
using STM32Discovery»
Control Interface,
USB-UART converter (2016)
MA student: M. Kovalenko (IT 11m)
Assistant: A.Babash,
Project leader: PhD V. Kvashnin
Donbass State Engineering Academy
32. TMM, 21-23 February, 2017
32
The software for device communication based on the Android
operating system with Arduino using Bluetooth protocol
Windows to connect the Bluetooth device
and controls
Stand on the basis of Arduino
and Bluetooth.
MA student Pavenko M.
Project leader: PhD Altukhov O.
Donbass State Engineering Academy
33. Development of Embedded System Courses with implementation
of Innovative Virtual approaches for integration of Research,
Education and Production in UA, GE, AM
33
TMM, 21-23 February, 2017
Студент гр. ИТ 12-1 Павенко Д.Е. Руководитель к.т.н., ст. преп. Алтухов А.В.
Программно-методический комплекс для разработки системы
управления роботом на гусеничном ходу с помощью
Android устройства
Donbass State Engineering Academy
34. TMM, 21-23 February, 2017
34
Overhead Crane Installation Masters and
Bachelors Projects (ESA Department)
Masters: Filatov S., Timoshenko B.
Project leader: PhD Ivchenkov N.
10 masters projects in 2016
Donbass State Engineering Academy
«Development and control of overhead crane installation using
Raspberry Pi 2»
35. TMM, 21-23 February, 2017
35
The Development Process of Overhead Crane Installation for
Remote labs – From Project to End Device
PCB Manufacturing - Photoresist End PCB Example
Assembled Board
Donbass State Engineering Academy
36. TMM, 21-23 February, 2017
36
The Development Process of Overhead Crane Installation for
Remote labs – From Project to End Device
3D model Metal Construction Drives and ES Assembly
Donbass State Engineering Academy
37. TMM, 21-23 February, 2017
37
«The Development Process of Overhead Crane
Installation for Remote labs»
Remote control concept realization using ES and Embedded
Software (ESA Department). From Project to End Device
Donbass State Engineering Academy
38. TMM, 21-23 February, 2017
38
Dissemination and Sustainability
• The training of highly qualified personnel for the
development of scientific research and cooperation in
the field of ES and control Systems is carried out.
• P. Sagaida and A.Sheremet are doctoral students.
• There are 2 Postgraduates on the Project theme
(V.Perepelitsa, A.Babash)
Donbass State Engineering Academy
39. TMM, 21-23 February, 2017
39
• Communication with companies, operating and developing
control systems, established – there are 10 filial branches of
departments at the enterprises (NKMZ, SKMZ, EMSS).
• Master classes in KUBG, ZNTU were done (2015).
• Retraining teachers (second specialty)
on the CIT department continues
(2014/15 - 5, 2016/17 - 10).
• On branches are trained
more then 40 students per year.
• Практика в рамках «ИТ-Краматорск»
The development of relations with enterprises
Donbass State Engineering Academy
40. TMM, 21-23 February, 2017
40
Increasing cooperation between DSEA and the
non-academic sector
Deputy Minister MESU M.V.Stryha
and Vіce president of National
Academy of Sciences of Ukraine,
Academician
S. Pirogkov in CIT laboratory.
The article "Donetsk Research Center:
the path to recovery."
The newspaper «The Mirror of the
week. Ukraine» №5, 12-02 2016
http://gazeta.zn.ua/science/doneckiy-nauchnyy-centr-put-k-vozrozhdeniyu-_.html
Donbass State Engineering Academy
41. TMM, 21-23 February, 2017
41
The report on the conference in Armenia
http://www.dgma.donetsk.ua/otchetnoe-sobranie-v-armenii
Information about the Project on DSEA website
http://www.dgma.donetsk.ua/nauchnaya-rabota-kit.html
Donbass State Engineering Academy
42. TMM, 21-23 February, 2017
42
The report about the retraining in Germany
and Belgium
http://www.dgma.donetsk.ua/vesennyaya-shkola-v-germanii.html
http://www.dgma.donetsk.ua/letnyaya-shkola-
Donbass State Engineering Academy
43. TMM, 21-23 February, 2017
43
Conference Report in Georgia and master -
classes in ZNTU
http://www.dgma.donetsk.ua/otchetnoe-sobranie-v-gruzii.html
http://www.dgma.donetsk.ua/master-klassyi-v-za
Donbass State Engineering Academy
44. TMM, 21-23 February, 2017
44
Information about the project on the website of
the CIT department
http://itp.dn.ua/tempus.html
http://itp.dn.ua/2015-12-14-17-19-28.html
Donbass State Engineering Academy
45. TMM, 21-23 February, 2017
45
Participation in conferences, seminars,
workshops, publications
In total in 2016 33 reports on various
conferences were prepared:
•ZNTU – 8; UKF Nitra – 11; DSEA teachers
conferences – 14.
•47 different publications were
made in 2016 and total number
is 80 over 3 years.
•The monograph was written in 2016
Donbass State Engineering Academy
ZNTU Conference
46. TMM, 21-23 February, 2017
46
DEsIRE Simposium, UKF Nitra, 11-15/09/2016
11 reports on ways of using ES,
R-Lab and LMS in the educational
process and scientific work were
prepared for the Nitra conference
The event was attended by 5
teachers from 3 departments of
DSEA (CIT, ESA, APP)
Donbass State Engineering Academy
47. TMM, 21-23 February, 2017
47
Unexpected outputs
•The rapid development of the LMS. For 2016 as a whole at the university
developed 98 courses.
•Increase of student interest to study programming languages, ES and CAD
systems.
•For teachers and students of various departments have increased the need
to collaboration.
•There was a need for regular professional development of teachers.
Implemented system of common training and professional development of
teachers of high school
•It increases the interest of teachers in learning English
Multiplier effects
Donbass State Engineering Academy
48. TMM, 21-23 February, 2017
48
• Contract with the "Motor Sich", Zaporozhye –
design using CAD / CAE-systems (2016 – 2017).
• State budget scientific research in the field of
computer science (data processing, CAD / CAE-
system) (2015-2016).
• Won a grant of state-funded research (2017-2019).
Extra funding (e.g. state funding for research
projects / master thesis’s)
Donbass State Engineering Academy
49. TMM, 21-23 February, 2017
49
Монографія (2016-2017)
• Автоматизоване проектування і
виготовлення виробів із застосуванням
САD/ САМ/ САЕ – систем
/ О. Ф. Тарасов, О. В. Алтухов, П. І. Сагайда,
Л. В. Васильєва, В. Л. Аносов –
Краматорськ: ДДМА, 2017. – 250 с.
Donbass State Engineering Academy
50. TMM, 21-23 February, 2017
50
DSEA Project Team
Donbass State Engineering Academy
51. Проект НИР 2017 -2019
«Розробка інформаційних технологій
моделювання, автоматизованого проектування
та оптимізації багатоетапних технологічних процесів
пластичного деформування нових матеріалів»
Можливості ІСАПР будуть розширені за рахунок:
-автоматизації створення розрахункових моделей процесів обробки
заготовок з використанням параметричних моделей технологічних процесів
та оснастки;
-автоматизації аналізу результатів моделювання з використанням методів
інженерії знань та інтелектуальної обробки даних; реалізації
користувальницьких (не реалізованих в CAE-системах) моделей поведінки
нових матеріалів (включаючи некомпактні, отримані за допомогою
порошкових та адитивних технологій);
-вирішення завдань структурної та параметричної оптимізації для вибору
маршрутів деформування багатоетапних процесів ІПД, в тому числі
комбінованих методів обробки заготовок
52. Направления исследований в области
совершенствования ИТ моделирования и
проектирования процессов обработки в
машиностроении
• Разработка и моделирование новых технологических
процессов получения изделий с улучшенными физико-
механическими свойствами, включая комбинированные
методы обработки
• Исследование моделей новых материалов, используемых в
САЕ-системах. Моделирование нагружения деталей,
полученных с помощью аддитивных технологий
• Разработка интегрированных САПР на основе
промышленных CAD/CAM/CAE – систем
• Повышение интеллектуальности САПР, оптимизация
проектирования
52
56. Прокатка заготовок с контролем
температуры (Совместно с
кафедрой АММ ДГМА)
Образцы после прокатки вдоль
h = 2,5 мм, в = 15 – 16 мм, l = 300 мм
Образцы после прокатки поперек
h = 1,5 – 1,2 мм, в = 26 – 33 мм, l = 52 мм
59. Структура интегрированной САПР
Задачи:
• Параметричеcкое
моделирование в САD
• Применение
пользовательских моделей
материалов в САЕ
• Автоматизация построения
расчетных моделей МКЭ
(FEM) в САЕ
• Топологическая
оптимизация на основе
циклического расчета
(CAD и CAE)
Схема системы топологической (структурной)
оптимизации на основе CAD/CAE - систем 59
