Доклад на международной конференции в Екатеринбурге посвящен новым образовательным технологиям и применению электронных образовательных ресурсов на кафедре 'теплофизика и информатика в металлургии' УрФУ. Кафедра, основанная в 1920 году, занимается подготовкой специалистов и предлагает широкий спектр учебных дисциплин и лабораторий для студентов. В докладе также рассматриваются цели и методы проектирования информационных систем и технологий для повышения эффективности обучения.

1. X международная научно-методическая конференция «Новые образовательные технологии в вузе»,
г. Екатеринбург, УрФУ, 6 февраля 2013 г.
Разработка и применение электронных
образовательных ресурсов для обучения
студентов на кафедре "Теплофизика
и информатика в металлургии" УрФУ
Докладчик:
Лавров Владислав Васильевич
Кандидат технических наук, доцент
ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет
имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»,
Институт материаловедения и металлургии
Кафедра «Теплофизика и информатика в металлургии»,
Р. Тел. (343) 375-44-51
E-mail: lavrov.vladislav@gmail.com
Web: vlavrov.professorjournal.ru

2. X международная научно-методическая конференция «Новые образовательные технологии в вузе»,
г. Екатеринбург, УрФУ, 6 февраля 2013 г.
О кафедре
Кафедра «Теплофизика и информатика в металлургии» УрФУ – одна из крупнейших
выпускающих кафедр УрФУ. Основана в 1920 году.
Заведующий кафедрой – заслуженный работник высшей школы РФ,
профессор, д.т.н. Спирин Н.А.
tim.ustu.ru
В составе кафедры:
 47 сотрудников,
 37 преподавателей,
 11 профессоров,
 20 доцентов,
 2 старших преподавателя,
 4 ассистента,
 8 докторов технических наук ,
 21 кандидат технических наук
(©) Владислав Лавров, vlavrov.professorjournal.ru

3. X международная научно-методическая конференция «Новые образовательные технологии в вузе»,
г. Екатеринбург, УрФУ, 6 февраля 2013 г.
Учебная работа
Осуществляет подготовку специалистов по двум специальностям:
• 150103 – Теплофизика, автоматизация и экология промышленных печей.
• 230201 – Информационные системы и технологии (в металлургии).
Обеспечивает проведение всего комплекса учебных занятий для студентов очного и
очно-заочных форм обучения по дисциплинам:
• «Автоматика и автоматизация производственных процессов» - для всех
специальностей химико-технологического института, большинства
специальностей института материаловедения и металлургии в течение более
50 лет.
• «Теплофизика» и «Теплотехника» - для большинства специальностей
института материаловедения и металлургии в течение более 75 лет.
• «Экология» - для большинства специальностей института материаловедения
и металлургии около 20 лет.
• «Промышленная электроника» - для большинства специальностей
металлургического факультета почти 50 лет.
Всего на кафедре обучается около 200 студентов. При этом ежегодно через кафедру
проходят обучение около 2000 студентов других специальностей университета.
(©) Владислав Лавров, vlavrov.professorjournal.ru

4. X международная научно-методическая конференция «Новые образовательные технологии в вузе»,
г. Екатеринбург, УрФУ, 6 февраля 2013 г.
Виртуальный 3D-тур по кафедре
Сайт кафедры tim.ustu.ru, раздел «Виртуальный 3D-тур»
(©) Владислав Лавров, vlavrov.professorjournal.ru

5. X международная научно-методическая конференция «Новые образовательные технологии в вузе»,
г. Екатеринбург, УрФУ, 6 февраля 2013 г.
Учебно-научные лаборатории кафедры
Методы контроля и управления
процессами теплообмена
Включает в себя 5 многофункциональных установок
и 1 интерактивную доску . Место размещения –
ауд. Х-506. Лаборатория используется в учебном
процессе для обучения студентов специальностей
металлургического профиля.
(©) Владислав Лавров, vlavrov.professorjournal.ru

6. X международная научно-методическая конференция «Новые образовательные технологии в вузе»,
г. Екатеринбург, УрФУ, 6 февраля 2013 г.
Учебно-научные лаборатории кафедры
Исследование процессов очистки газов от примесей
Включает в себя 6 многофункциональных установок и 1 интерактивную доску.
Место размещения – ауд. Х-506. Лаборатория используется в учебном процессе для
обучения студентов специальностей металлургического профиля.
(©) Владислав Лавров, vlavrov.professorjournal.ru

7. X международная научно-методическая конференция «Новые образовательные технологии в вузе»,
г. Екатеринбург, УрФУ, 6 февраля 2013 г.
Учебно-научные лаборатории кафедры
Исследование процессов тепломассопереноса
Включает в себя 12 лабораторных стендов и 1 интерактивную доску.
Место размещения – ауд. Х-512. Лаборатория используется в учебном процессе для
обучения студентов специальностей металлургического профиля.
(©) Владислав Лавров, vlavrov.professorjournal.ru

8. X международная научно-методическая конференция «Новые образовательные технологии в вузе»,
г. Екатеринбург, УрФУ, 6 февраля 2013 г.
Учебно-научные лаборатории кафедры
Компьютерное моделирование
и исследование теплофизических процессов
Включает в себя 38 компьютеров и 2 ноутбука,
3 пакета программного обеспечения
(программное обеспечение Adobe Captivate 5.5
DVD Set International English Windows, лицензия
на пакет компьютерного моделирования
FlowVision, программное обеспечение Adobe
Captivate 5.5 Academic Edition License Level 1 1 -
2,499 International English Multiple Platforms).
Место размещения – ауд. Х-504 и
Х-515. Лаборатория используется
в учебном процессе для обучения
студентов специальностей
металлургического профиля.
(©) Владислав Лавров, vlavrov.professorjournal.ru

9. X международная научно-методическая конференция «Новые образовательные технологии в вузе»,
г. Екатеринбург, УрФУ, 6 февраля 2013 г.
Учебно-научные лаборатории кафедры
Механика движения жидкостей и газов
Включает в себя 3 лабораторных установки.
Место размещения – ауд. Мт-119.
Лаборатория используется в учебном процессе
для обучения студентов специальностей
металлургического профиля.
(©) Владислав Лавров, vlavrov.professorjournal.ru

10. X международная научно-методическая конференция «Новые образовательные технологии в вузе»,
г. Екатеринбург, УрФУ, 6 февраля 2013 г.
Цели создания ИПМК
Инструментально-программный методический комплекс (ИПМК)
«Методы и средства проектирования информационных систем
и технологий»
Цель 1. Обеспечение в электронном виде аудиторных занятий и
самостоятельной работы студентов учебными материалами по
использованию современных средств и технологий разработки
программного обеспечения информационных систем
применительно к технологическим процессам в металлургии.
Цель 2. Повышение эффективности использования лабораторного
оборудования в учебном процессе и в научно-исследовательской
работе студентов, магистрантов и аспирантов.
Цель 3. Обеспечение самостоятельной и научно-исследовательской работы
обучающихся.
(©) Владислав Лавров, vlavrov.professorjournal.ru

11. X международная научно-методическая конференция «Новые образовательные технологии в вузе»,
г. Екатеринбург, УрФУ, 6 февраля 2013 г.
Обеспечение учебно-методических комплексов (УМК) ресурсами ИПМК
1. УМК для подготовки бакалавров по направлению 230400 – «Информационные системы и
технологии»: ООП №230400.62-04-2011. Модуль «Методы и средства проектирования
информационных систем и технологий».
2. УМК для подготовки бакалавров по направлению 150400 – «Металлургия»: ООП
№150400.62-10-2011. Модуль «Информационные технологии в металлургии» для
профилей:
• «Металлургия черных металлов»;
• «Металлургия цветных металлов»;
• «Металлургия техногенных и вторичных ресурсов»;
• «Обработка металлов давлением»;
• «Литейное производство черных и цветных металлов»;
• «Металлургия сварочного производства»;
• «Порошковая металлургия, композиционные материалы, покрытия»;
• «Теплофизика, автоматизация и экология промышленных печей»;
• «Металловедение и термическая обработка металлов».
3. УМК для подготовки инженеров специальности 230201 – «Информационные системы и
технологии», учебные дисциплины «Технология разработки программного обеспечения»
(УМК-Д №3813), «Управление данными» (УМК-Д №3840), «Проектирование баз данных»
(УМК-Д №3821).
(©) Владислав Лавров, vlavrov.professorjournal.ru

12. X международная научно-методическая конференция «Новые образовательные технологии в вузе»,
г. Екатеринбург, УрФУ, 6 февраля 2013 г.
Структура учебной дисциплины
(©) Владислав Лавров, vlavrov.professorjournal.ru

13. X международная научно-методическая конференция «Новые образовательные технологии в вузе»,
г. Екатеринбург, УрФУ, 6 февраля 2013 г.
Состав ИПМК
ИПМК «Методы и средства проектирования информационных систем
и технологий» включает в себя:
• Лекционные презентации (567 слайдов).
• Динамические обучающие видеоролики с элементами интерактивности для
проведения лабораторных и практических занятий, а также выполнения курсовой
работы (61 шт.).
• Тестовые вопросы для самоконтроля студентов (816 заданий).
• Программные решения для программируемого логического контроллера (ПЛК).
• Обучающий видеоролик о работе на лабораторном стенде.
• Учебно-методическое пособие.
(©) Владислав Лавров, vlavrov.professorjournal.ru

14. X международная научно-методическая конференция «Новые образовательные технологии в вузе»,
г. Екатеринбург, УрФУ, 6 февраля 2013 г.
Лекционные презентации
Сгруппированы по основным темам курса
(©) Владислав Лавров, vlavrov.professorjournal.ru

15. X международная научно-методическая конференция «Новые образовательные технологии в вузе»,
г. Екатеринбург, УрФУ, 6 февраля 2013 г.
Динамические обучающие видеоролики с элементами интерактивности
Обучение посвящено приёмам
эффективной работы со средствами
разработки информационных систем:
• Microsoft Office Excel;
• Microsoft Office Access;
• AllFusion ERwin Data Modeler;
• Microsoft SQL Server (сервисы Microsoft
SQL Server Management Studio, SQL
Server Business Intelligence Development
Studio, Microsoft Integration Services,
Microsoft Reporting Services, Microsoft
Analysis Services).
(©) Владислав Лавров, vlavrov.professorjournal.ru

16. X международная научно-методическая конференция «Новые образовательные технологии в вузе»,
г. Екатеринбург, УрФУ, 6 февраля 2013 г.
Тестовые вопросы для самоконтроля студентов
Подготовка тестовых
заданий выполнена на
основе рабочего
конспекта
дисциплины, а также
обзора современного
состояния теории и
практики создания
образовательных
ресурсов с
привлечением средств
библиотечного и
электронного поиска в
сети Интернет. Реализованы с помощью сервиса, разработанного в УрФУ
(http://dist.ustu.ru/serverprocess/default.aspx).
(©) Владислав Лавров, vlavrov.professorjournal.ru

17. X международная научно-методическая конференция «Новые образовательные технологии в вузе»,
г. Екатеринбург, УрФУ, 6 февраля 2013 г.
Программные решения для ПЛК
Программа для ПЛК Simatic S7 200
выполнена с использованием
программного продукта STEP 7
Micro/Win 4.0 SP8.
Для работы с измерителем-
регулятором температуры
использована среда разработки
TermodatNet 3.хx.
Разработка человеко-машинного
интерфейса и визуализации
выполнена с использованием
программного продукта Trace Mode
версии 6 (программа визуализации в
SCADA-системе).
(©) Владислав Лавров, vlavrov.professorjournal.ru

18. X международная научно-методическая конференция «Новые образовательные технологии в вузе»,
г. Екатеринбург, УрФУ, 6 февраля 2013 г.
Курсовое проектирование
Цель
Закрепление студентами теоретического материала по
данной дисциплине и получение практических навыков
реализации проекта по созданию прикладного
программного обеспечения информационных систем.
Содержание
Законченный прикладной программный продукт
для автоматизированного решения задачи предметной
области, а также обеспечение документирования всех
этапов процесса разработки и сопровождения.
(©) Владислав Лавров, vlavrov.professorjournal.ru

19. X международная научно-методическая конференция «Новые образовательные технологии в вузе»,
г. Екатеринбург, УрФУ, 6 февраля 2013 г.
Курсовое проектирование
Последовательность технологических процессов разработки
программного обеспечения подсистем
1. Проверка корректности алгоритма расчѐта.
2. Функциональное моделирование системы.
3. Архитектура подсистемы.
4. Концептуальное моделирование базы данных, генерация даталогической
модели базы данных.
5. Загрузка тестовых данных в базу данных.
6. Функциональные диаграммы математической библиотеки.
7. Реализация пользовательского программного обеспечения подсистемы.
8. Тестирование и отладка программного обеспечения.
9. Формирование графических и табличных интерактивных Web-отчетов.
10. Интеллектуальный анализ данных.
11. Разработка справочной документации.

20. X международная научно-методическая конференция «Новые образовательные технологии в вузе»,
г. Екатеринбург, УрФУ, 6 февраля 2013 г.
Курсовое проектирование
Этап 1. Проверка корректности алгоритма расчёта
Технология:
Электронные таблицы
Средство реализации
Microsoft Office Excel
(©) Владислав Лавров, vlavrov.professorjournal.ru

21. X международная научно-методическая конференция «Новые образовательные технологии в вузе»,
г. Екатеринбург, УрФУ, 6 февраля 2013 г.
Курсовое проектирование
Этап 2. Функциональное моделирование системы
Технология:
Нотация IDEF0
Средство реализации
AllFusion Process Modeler
(BPwin)
(©) Владислав Лавров, vlavrov.professorjournal.ru

22. X международная научно-методическая конференция «Новые образовательные технологии в вузе»,
г. Екатеринбург, УрФУ, 6 февраля 2013 г.
Курсовое проектирование
Этап 3. Архитектура и структура подсистемы
Технология: Средство реализации
Графические диаграммы Microsoft Visio
Серверы
Центральной
диспетчерской
комбината (ЦДК)
Серверы
корпоративной
PLC информационной
Серверы АСУ ТП Серверы АСУ ДЦ системы (КИС)
PLC
База данных
информационно-вычислительного центра
доменного цеха
Серверы
Web-cервер
приложений
PLC предприятия
PLC
Подсистема визуализации Подсистема формирования Подсистема визуализации
среднесменных и среднесуточных технического отчета доменного цеха показателей в
показателей работы доменных печей корпоративной сети
предприятия для OLAP
Подсистема сопоставления отчетных Подсистема диагностики и моделирования
........ показателей работы доменного цеха газодинамического режима
Подсистема оптимального
состава доменной шихты
Подсистема расчета материальных Подсистема диагностики и моделирования
балансов шлакового режима
PLC
Подсистема расчета теплового баланса Подсистема оптимизации распределения АИС анализа и
топливно-энергетических ресурсов
PLC прогнозирования
производственных
ситуаций доменного цеха

23. X международная научно-методическая конференция «Новые образовательные технологии в вузе»,
г. Екатеринбург, УрФУ, 6 февраля 2013 г.
Курсовое проектирование
Этап 4. Концептуальное моделирование базы данных,
генерация даталогической модели базы данных
Технология:
Диаграммы
«сущность-связь»
(ER-диаграммы)
Средство реализации
AllFusion ERwin Data
Modeler (ERwin)
(©) Владислав Лавров, vlavrov.professorjournal.ru

24. X международная научно-методическая конференция «Новые образовательные технологии в вузе»,
г. Екатеринбург, УрФУ, 6 февраля 2013 г.
Курсовое проектирование
Этап 5. Загрузка тестовых данных в базу данных
Технология:
Извлечение,
преобразование и
загрузка данных (ETL,
Extract, Transform, Load)
Средство реализации:
Business Intelligence
Development Studio
(Microsoft SQL Server
Integration Services)
(©) Владислав Лавров, vlavrov.professorjournal.ru

25. X международная научно-методическая конференция «Новые образовательные технологии в вузе»,
г. Екатеринбург, УрФУ, 6 февраля 2013 г.
Курсовое проектирование
Этап 6. Функциональные диаграммы математической библиотеки
Расчет FeЖРМ
Технология:
средневзвешанного
состава рудного
материала
Л1.1
Основность
Хим. состав ЖРМ
диаграммы потоков шихты Удельный расход
средневзвешанного РЖРМ
Доли ЖРМ в шихте Л1.5 железорудного
МСаО МSiO2
Хим. состав Расчет материала, кг/т
технологических Основность
флюсов Л1.9
данных (Data Flow показателей [Si] шлака
МЖРМ подачи МFe
Л1.7
МФЛ Л1.2
Уточненный qЧП
выход чугуна из Расчетная
Diagram, DFD), [Fe] подачи, кг
Л1.6
рудная нагрузка,
кг/кг
Л1.10
Удельный
расход k
кокса, т/т
Содержание
Л1.8
железа в рудной
части шихты, %
Средство реализации: Л1.3
Масса кокса в
Microsoft Visio, РНФ
подаче, кг
МК
Л1.4
Microsoft Office Word
(©) Владислав Лавров, vlavrov.professorjournal.ru

26. X международная научно-методическая конференция «Новые образовательные технологии в вузе»,
г. Екатеринбург, УрФУ, 6 февраля 2013 г.
Курсовое проектирование
Этап 7. Реализация пользовательского программного обеспечения подсистемы
Технология:
Объектно-
ориентированное
программирование
Средство реализации:
Microsoft Visual
Studio 2010
(©) Владислав Лавров, vlavrov.professorjournal.ru

27. X международная научно-методическая конференция «Новые образовательные технологии в вузе»,
г. Екатеринбург, УрФУ, 6 февраля 2013 г.
Курсовое проектирование
Этап 8. Тестирование и отладка программного обеспечения
Технология:
Модульное
тестирование и
отладка
Средство реализации:
NUnit
(©) Владислав Лавров, vlavrov.professorjournal.ru

28. X международная научно-методическая конференция «Новые образовательные технологии в вузе»,
г. Екатеринбург, УрФУ, 6 февраля 2013 г.
Курсовое проектирование
Этап 9. Формирование графических и табличных интерактивных Web-отчетов
Технология:
Web-программирование
Средство реализации:
Business Intelligence
Development Studio
(Reporting Services
Microsoft SQL Server)
(©) Владислав Лавров, vlavrov.professorjournal.ru

29. X международная научно-методическая конференция «Новые образовательные технологии в вузе»,
г. Екатеринбург, УрФУ, 6 февраля 2013 г.
Курсовое проектирование
Этап 10. Интеллектуальный анализ данных
Технология:
OLAP-кубы,
Data Mining,
интеллектуальный
анализ данных
Средство реализации:
Business Intelligence
Development Studio
(Analysis Services
Microsoft SQL Server)
(©) Владислав Лавров, vlavrov.professorjournal.ru

30. X международная научно-методическая конференция «Новые образовательные технологии в вузе»,
г. Екатеринбург, УрФУ, 6 февраля 2013 г.
Курсовое проектирование
Этап 11. Разработка справочной документации
Технология:
Создание справочной
системы
Средство реализации:
Help&Manual
(©) Владислав Лавров, vlavrov.professorjournal.ru

31. X международная научно-методическая конференция «Новые образовательные технологии в вузе»,
г. Екатеринбург, УрФУ, 6 февраля 2013 г.
Курсовое проектирование
Защита курсовых работ
(©) Владислав Лавров, vlavrov.professorjournal.ru

32. X международная научно-методическая конференция «Новые образовательные технологии в вузе»,
г. Екатеринбург, УрФУ, 6 февраля 2013 г.
Курсовое проектирование
Примеры курсовых работ
vlavrov.professorjournal.ru
на персональном сайте преподавателя
(©) Владислав Лавров, vlavrov.professorjournal.ru

33. X международная научно-методическая конференция «Новые образовательные технологии в вузе»,
г. Екатеринбург, УрФУ, 6 февраля 2013 г.
Курсовое проектирование
Спасибо за внимание!
(©) Владислав Лавров, vlavrov.professorjournal.ru