Инновационный лабораторный практикум

Переход отечественной экономики к инновационной модели развития требует планомерных и рассчитанных на многие годы усилий государства и огромных финансовых затрат. Проблема состоит в том, чтобы не просто создать или внедрить что-то новое, но именно то, что дает реальный экономический эффект и становится стимулом развития экономики страны и появления новых инноваций. Таковыми в нашем случае являются инновационные вложения в систему образования [1].

В связи с развитием образовательных технологий, современные учебные эксперименты являются многофакторными и, как правило, осуществляются в динамике, что приводит к необходимости использования современных информационных технологий в естественно-научных и инженерных дисциплинах. В лабораториях это одновременное измерение нескольких десятков параметров, таких как статическое и динамическое давление, температура, расход, скорость и ускорение, мощность тепловых потоков, уровень шума и вибраций, деформация, различные электрические величины и т.п. Для проведения подобных измерений требуются современные приборы и регистрирующие системы, порой недоступные для лабораторной базы вузов из-за крайне высокой стоимости.

Компания ЦИТ ОрелГТУ, выпускающая лабораторные стенды под торговой маркой MeasLAB, использует подход, связанный с более эффективным использованием вычислительной техники и традиционного лабораторного оборудования. Путем сравнительно небольших затрат на отечественные цифровые измерительные системы и программное обеспечение, обучение преподавателей и исследователей, можно создавать мощные информационно-измерительные системы мирового уровня на базе обычных персональных компьютеров.

Разработанная система сбора и обработки данных (ССОД) позволила значительно снизить стоимость каждой лабораторной установки и сделать возможным встраивание измерительных систем в каждый комплекс с дополнительной цифровой индикацией измеряемых параметров. Такой подход дал возможность изготавливать стенды с цифровым отображением ключевых параметров и одновременным подключением к компьютеру по протоколу USB для демонстрации скрытых процессов. Программное обеспечение, специально разработанное для ССОД, автоматически подключается к модулям системы, калибрует их, одновременно обрабатывает и демонстрирует полученные результаты с использованием мультимедийных устройств (монитор, проектор, интерактивная доска или мультиборд). Одна из таких систем установлена в Российском государственном аграрном университете им. К.А. Тимирязева. На рисунке показан пример учебного стенда «Теплообменники».

Рисунок 1 – учебный стенд «Теплообменники»

Основные преимущества предлагаемых инноваций сводятся к следующему:

• повышение интереса учащихся к изучаемым дисциплинам,


• повышение уровня преподавания узкоспециальных и технических дисциплин,


• возможность использования лабораторных установок для проведения научных исследований,


• использование новых принципов организации динамического эксперимента со скоростями, меньшими скорости релаксации исследуемых процессов для перехода к квазистационарным моделям процесса и повышение информативности эксперимента,


• самостоятельный выбор и статистическая оценка нескольких математических моделей изучаемого явления,


• приобретение опыта использования современных информационных технологий для автоматического сбора, обработки данных и управления технологическими процессами.

Литература:

1. Малахов Н.Н., Папуш Е.Г., Галаган П.В., Горбачев Н.Б. Инновационный лабораторный практикум по процессам и аппаратам пищевых и химических производств// Инновационные напрвления в пищевых технологиях. Пятигорск: РИА-КМВ. 2010. c. 346-350