Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Многопользовательские распределенные измерительно-управляющие системы как элемент современной цифровом образовательной среды


https://doi.org/10.31799/1684-8853-2019-2-83-94

Полный текст:


Аннотация

Постановка проблемы: одним из ключевых сдерживающих факторов качественной подготовки инженерных кадров для цифровой экономики является отсутствие в региональных университетах России доступа к современному лабораторному оборудованию. Среди эффективных подходов к решению указанной проблемы находится организация удаленного доступа к экспериментальному оборудованию на основе концепции мультиарендности.

Цель: разработка способа организации высокотехнологичной цифровой образовательной среды, обеспечивающей выполнение лабораторных исследований в удаленном многопользовательском режиме при подготовке инженерных кадров с применением технологии контекстного обучения.

Методы: создание унифицированной структуры сегмента цифровой образовательной среды, основой которой являются многопользовательские распределенные измерительно-управляющие системы с унифицированной структурой и специальной методикой адаптации таких систем под различные условия их эксплуатации.

Результаты: разработана и апробирована унифицированная структура сегмента цифровой образовательной среды. Ее основными элементами являются web-лаборатория, обеспечивающая регламентированный доступ обучаемых к лабораторным исследованиям, и многопользовательские распределенные измерительно-управляющие системы, реализующие эти исследования посредством параллельного обращения обучаемых к разделяемым ресурсам — автоматизированным лабораторным макетам/стендам/ установкам. Созданный программный комплекс для сбора и обработки статистической информации о функционировании многопользовательских распределенных измерительно-управляющих систем как систем массового обслуживания лежит в основе предложенной методики их адаптации к различным условиям функционирования. Предложенный сегмент цифровой образовательной среды позволяет реализовывать ряд направлений контекстного обучения, в том числе применение в экспериментальных исследованиях современных компьютерных измерительных технологий; исследование характеристик цифрового двойника лабораторного макета/установки с применением типовых методик; идентификацию и верификацию математических моделей как исследуемых объектов, устройств, процессов и явлений, так и образцов многопользовательских систем в виде соответствующих систем массового обслуживания; апробацию различных алгоритмов диспетчеризации разделяемого ресурса. Практическая значимость: предложенная структура сегмента образовательной среды обеспечивает подготовку инженеров с применением инновационных аппаратно-программных решений; эксплуатацию экспериментального оборудования на основе концепции мультиарендности, в десятки раз сокращая себестоимость оснащения одного рабочего места обучающегося; применение на системном уровне технологии контекстного обучения.


Об авторах

В. А. Комаров
Информационные спутниковые системы им. акад. М.Ф. Решетнёва, АО
Россия

Комаров Владимир Александрович - кандидат технических наук, доцент.

Ленина ул., 52, Железногорск, 662972



А. В. Сарафанов
Витте Консалтинг (ГК «АЙ-ТЕКО»), ООО
Россия

Сарафанов Альберт Викторович - доктор технических наук, профессор.

Кедрова ул., 15, Москва, 117036



С. Р. Тумковский
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Россия

Тумковский Сергей Ростиславович - доктор технических наук, профессор.

Мясницкая ул., 20, Москва, 101000



Список литературы

1. Подлесный С. А. Электронное обучение и обеспечение его качества. Инженерное образование, 2013, № 12, с. 104-111.

2. Ivannikov A. D., Tumkovskiy S. R. Internet portals as integration means of access to educational resources. Proc. of 10th Intern. Technology, Education and Development Conf., INTED2016, Valencia, IATED Academy, 2016, pp. 7337-7343. doi:10.21125/int-ed.2016.0731

3. Мазурицкий М. И., Солдатов А. В. Интерактивные сетевые научно-образовательные ресурсы для естественно-научного образования. Высшее образование в России, 2014, № 1, c. 80-87.

4. Программа «Цифровая экономика РФ» (утверждена распоряжением Правительства РФ от 28 июня 2017 г. № 1632-р).

5. Cyber-physical laboratories in engineering and science education/ Eds. M. E. Auer, A. K. M. Azad, A. Edwards, T. De Jong. Springer International Publishing AG, part of Springer Nature, 2018. 434 p. https://doi.org/10.1007/978-3-319-76935-6

6. Глинченко А. С., Дектерев М. Л., Комаров В. А., Сарафанов А. В. Сетевой учебно-исследовательский центр коллективного пользования уникальным лабораторным оборудованием на базе вебпортала как элемент системы дистанционного образования. Открытое образование, 2009, № 5, c. 18-29.

7. Евдокимов Ю. К., Кирсанов А. Ю., Салахова А. Ш. Дистанционные автоматизированные учебные лаборатории и технологии дистанционного учебного эксперимента в техническом вузе. Открытое образование, 2009, № 5, c. 101-116.

8. Липай Б. Р., Маслов С. И. Интернет-лаборатория Основы электротехники и электроники как пример современного учебного комплекса с удаленным доступом для открытого инженерного образования. Вестник Московского энергетического института, 2017, № 2, c. 71-76. doi:10.24160/1993-6982-2017-2-71-76

9. Markan C. M., Kumar G., Mittal S., Gupta P., Gupta S., Satsangi A., Gupta A., Kapur G. Remote triggered analog communication laboratory for e-learning. International Journal of Online Engineering (iJOE), 2013, vol. 9, no. 5, pp. 48-55. doi:10.3991/ijoe.v9iS5.2773

10. Ёхин М. Н., Степанов М. М. Организация многопользовательского удаленного доступа к распределенной гетерогенной системе лабораторного оборудования на основе схем программируемой логики для дистанционных практикумов по цифровой схемотехнике. Современные информационные технологии и ИТ-образование, 2017, т. 13, № 4, с. 65-81. doi:10.25559/SITITO.2017.4.425

11. Koike N. Cyber laboratory: Migration to the hybrid cloud solution for device dependent hardware experiments. Information Technology Based Higher Education and Training (ITHET), York, 2014, pp. 1-5. doi:10.1109/ITHET.2014.7155681

12. Носкова Т. Н., Павлова Т. Б., Яковлева О. В. ИКТ-инструменты профессиональной деятельности педагога: сравнительный анализ российского и европейского опыта. Интеграция образования, 2018, т. 22, № 1, с. 25-45. doi: 10.15507/1991-9468.090.022.201801.025-045

13. Сарафанов А. В., Комаров В. А., Худоногов Д. Ю., Суковатый А. Г. Изучение физических эффектов c использованием дистанционных технологий. Информатизация образования и науки, 2012, № 4(16), c. 49-63.

14. Глинченко А. С., Егоров Н. М., Комаров В. А., Сарафанов А. В. Исследование параметров и характеристик полупроводниковых приборов с применением интернет-технологий. М., ДМК Пресс, 2008. 352 с.

15. Сетевая лаборатория «Полупроводниковые приборы». http://semicond.vlab.sfedu.ru/ (дата обращения: 18.12.2018).

16. ГОСТ 2.611-2011. Единая система конструкторской документации. Электронный каталог изделий. Общие положения. М., Стандартинформ, 2014. 28 с.

17. ГОСТ Р 57412-2017. Компьютерные модели в процессах разработки, производства и эксплуатации изделий. Общие положения. М., Стандартинформ, 2017. 10 с.

18. Комаров В. А., Сарафанов А. В. Имитационное моделирование процесса функционирования многопользовательских распределенных измерительноуправляющих систем. Измерительная техника, 2011, № 2, с. 16-19.

19. Пат. 2481621 РФ. МПК G06F 15/16, G06F 17/00. Способ функционирования распределенной измерительно-управляющей системы, А. С. Глинченко, В. А. Комаров, А. В. Сарафанов (РФ). № 2012111637; завл. 26.03.2012; опубл. 10.05.2013, Бюл. № 13. 15 с.

20. Володина Д. Н., Дектерев М. Л., Комаров В. А., Преснякова Г. О., Сарафанов А. В., Суковатый А. Г., Трухин А. А., Худоногов Д. Ю. Исследования физических явлений в электрических цепях с применением интернет-технологий. М.: ДМК Пресс, 2015. 432 с.

21. ГОСТ Р 55751-2013. Информационно-коммуникационные технологии в образовании. Электронные учебно-методические комплексы. Требования и характеристики. М., Стандартинформ, 2014. 11 с.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Комаров В.А., Сарафанов А.В., Тумковский С.Р. Многопользовательские распределенные измерительно-управляющие системы как элемент современной цифровом образовательной среды. Информационно-управляющие системы. 2019;(2):83-94. https://doi.org/10.31799/1684-8853-2019-2-83-94

For citation: Komarov V.A., Sarafanov A.V., Tumkovskiy S.R. Multi-user distributed information-control systems as an element of modern digital educational environment. Information and Control Systems. 2019;(2):83-94. (In Russ.) https://doi.org/10.31799/1684-8853-2019-2-83-94

Просмотров: 69


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1684-8853 (Print)
ISSN 2541-8610 (Online)