close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Сахаров Юрий Владимирович

код для вставкиСкачать
Национальный
исследовательский
Томский государственный
университет,
ООО «Сибспарк»
Мамаев А.И. д.х.н., Мамаева В.А. д.т.н.
Апробация
«Методы формирования наноструктурных неметаллических
неорганических
покрытий
при
локализации
высокоэнергетических потоков на границе раздела фаз»
образовательной программы с использованием элементов дистанционного
обучения и учебно-методического комплекса, ориентированных на
инвестиционные проекты ОАО «Роснано»
в
области
многопрофильного
производства
наноструктурных
неметаллических неорганических покрытий
2. Образовательные цели и задачи проекта
Содержание оказываемых услуг
В соответствии с Заданием на выполнение работ договора № 03/04/С-2011-физ 2012-32 от 09
апреля 2012 г. в рамках второго этапа проекта (с 1 июля 2012 года по 31 августа 2012
года) целью данного проекта является:
1. Апробация модуля «Методы формирования наноструктурных неметаллических
неорганических покрытий при локализации высокоэнергетических потоков на
границе раздела фаз» в формате, позволяющем освоить образовательную программу,
ориентированную на инвестиционные проекты ОАО «Роснано» в области многопрофильного
производства пористых наноструктурных неметаллических неорганических покрытий,
полностью в дистанционном режиме.
Модуль оснащен полноценным учебно-методическим комплектом, предусматривающим
полностью самостоятельное освоение его слушателями в режиме e-learning, и включающим:
учебный и учебно-тематический планы модуля;
рабочую программу учебного модуля, основанную на применении современных
образовательных и информационно-коммуникационных технологий, с формулированием
результатов обучения: приобретаемых слушателями знаний и компетенций;
электронный контент модуля (тексты, ридеры, видеоматериалы, презентации, ролики,
виртуальные лабораторные работы и т.п.), который позволит слушателям освоить модуль в
дистанционном режиме;
методические указания слушателям по изучению модуля;
базу тестовых и контрольных заданий, включая материалы для входного тестирования, и
задания на самостоятельную работу, которые могут использоваться слушателями в ходе
самостоятельного изучения модуля (дистанционного обучения);
ссылки на другие информационные источники (обучающие программы, тренажеры,),
которые могут быть использованы слушателем в ходе освоения программы модуля.
График апробации модуля
Компетентностный подход
2. В процессе апробации программы повышения квалификации со 2 по 31 июля 2012 г.
происходило формирование у слушателей (обучающихся) комптентностного подхода, как
методологической основы модуля, создание условий для более эффективного управления
качеством повышения квалификации и обеспечения соответствия профессиональной
подготовки запросам рынка труда в области многопрофильного производства наноструктурных
неметаллических неорганических покрытий и в сопряженных областях науки, техники и
нанотехнологии.
Задача апробации модуля в режиме E-lerning в целом сформировать у слушателей
компетенции, востребованные в профессиональной деятельности современного работника,
обеспечивающие, взаимосвязь фундаментальных и специальных знаний и практических
умений в режиме Е-Lerning. Определить и реализовать методы, способы, приемы, характер
воздействия на объект профессиональной деятельности с целью его изменения,
преобразования. Определить совокупность трудовых функций, требующих обязательной
профессиональной подготовки в области многопрофильного производства пористых
наноструктурных неметаллических неорганических покрытий.
Для выполнения поставленной задачи проведены следующие шаги:
проведен анализ компетенций необходимых слушателям, в соответствии с опросом
работодателя о соответствии уровня квалификации выпускников программы требованиям
проектной компании, соответствия итогов обучения запросам работодателя и качества
подготовки специалистов;
разработан
учебно-методический
комплекс
(УМК)
«Методы
формирования
наноструктурных
неметаллических
неорганических
покрытий
при
локализации
высокоэнергетических потоков на границе раздела фаз» модуля повышения квалификации;
разработан учебно-тематический план реализации данного модуля. Перед началом
апробации данный модуль представлен слушателям в электронном виде.
разработан виртуальный «микроплазменный тренажер» для выполнения лабораторных
работ по данному модулю, имитирующий максимальное приближение к реальным
лабораторным
установкам
с
видеороликами
реальных
процессов
формирования
наноструктурных неметаллических неорганических покрытий с учетом изменения режимов
микроплазменного
процесса,
данный
тренажер
размещен
на
сайте
ИДО
ТГУ
http://nanolib.ido.tsu.ru/.
Основные этапы апробации
проведен набор обучающихся - 3 человек (магистранты Томского
государственного университета) с целью апробации ими программы повышения
квалификации, по итогам которой они могут быть приняты в аспирантуру ТГУ,
специалистами в ООО «Сибспарк» или ЗАО «Манэл» для проведения
исследований и конструирования состава и структуры покрытий в области
многопрофильного
производства
наноструктурных
неметаллических
неорганических покрытий.
проведена апробация программы повышения квалификации «Методы
формирования наноструктурных неметаллических неорганических покрытий при
локализации высокоэнергетических потоков на границе раздела фаз
проведено итоговое тестирование обучающихся
выполнены итоговые квалификационные работы по формированию
различных видов наноструктурных неметаллических неорганических покрытий
(выбор вида покрытий каждый обучающийся выбирал по желанию).
проведена защита итоговых квалификационных работ
проведено анкетирование обучающихся с целью выяснения результатов
апробации программы, а именно - выявление степени удовлетворенности
выпускников качеством обучения и оценка эффективности предложенной
образовательной технологии – программы в формате e-learning.
Результаты выполнения апробации
Результаты выполнения проекта являются новыми и способствуют значительному
увеличению кадрового обеспечения организаций и предприятий, разрабатывающих и
использующих нанотехнологии, повышению качества подготовки специалистов, качества
производимой продукции, а также уровня научных исследований в области многопрофильного
производства пористых наноструктурных неметаллических неорганических покрытий.
Практическая их ценность заключается в создании учебного модуля
«Методы
формирования наноструктурных неметаллических неорганических покрытий при локализации
высокоэнергетических потоков на границе раздела фаз» для повышения квалификации
бакалавров, специалистов, магистрантов и аспирантов в области многопрофильного
производства наноструктурных неметаллических полифункциональных покрытий.
Реализация проекта осуществлена с использованием технической и технологической базы
ООО
«Сибспарк»,
ИДО
Национального
исследовательского
Томского
государственного университета.
В реализации проекта приняли участие сотрудники ТГУ, ИДО, специалисты ООО
«Сибспарк».
Перспективы распространения проекта связаны с развитием нанотехнологической сети
России и включением в нее новых образовательных учреждений и консорциумов.
Успешность
и
востребованность
учебного
модуля
«Методы
формирования
наноструктурных
неметаллических
неорганических
покрытий
при
локализации
высокоэнергетических потоков на границе раздела фаз» будет определяется как качеством
самой программы, ее эффективностью в плане повышения квалификации кадров, так и
развитием проекта «Создание многопрофильного производства пористых наноструктурных
неметаллических неорганических покрытий» в г. Томске, при поддержке ОАО «РОСНАНО».
потребность в специалистах будет увеличиваться с расширением производства
технологических линий для нанесения наноструктурных неметаллических неорганических
покрытий на поверхности металлов, освоивших технологию микроплазменного оксидирования
и способных управлять новейшим оборудованием.
По результатам апробации программы будет проведена доработка программы
Техническое задание по второму этапу проекта выполнено в полном объеме.
3. Требования к разрабатываемому модулю
Целью модуля является теоретическая и практическая подготовка
специалистов в области (наносистем и наноматериалов и покрытий)
многопрофильного
производства
наноструктурных
неметаллических
неорганических покрытий. «Методы формирования наноструктурных
неметаллических
неорганических
покрытий
при
локализации
высокоэнергетических потоков на границе раздела фаз»
3.1. Целевые категории работников, для которых должна быть организована
подготовка:
Целевая группа обучающихся 3-4 человека (Бакалавры, инженеры,
магистранты и аспиранты факультетов вузов, инженеры предприятий реального
сектора экономики, имеющих базовую подготовку по химии или смежным
областям знания);
Для апробации данной программы ООО «Сибспарк» объявил конкурс среди
бакалавров и магистрантов Национального исследовательского Томского
государственного университета, в результате которого для подготовки по
программе повышения квалификации магистрантов Томского государственного
университета с целью дальнейшего с ними сотрудничества:
Рассказова Людмила Алексеевна, магистрант Томского государственного
университета.
Поздняков Максим Александрович, магистрант
1 года Томского
государственного университета.
Лыткина Дарья Николаевна магистрант 1 года Томского государственного
университета.
Компетенции формируемые по итогам обучения
В результате обучения по программе повышения квалификации
«Методы формирования наноструктурных неметаллических неорганических
покрытий при локализации высокоэнергетических потоков на границе раздела
фаз» объемом 72 часа в режиме E-lerninng у обучающихся должны
быть сформированы две компетенции, представленные в таблице:
Формирование наноструктурных неметаллических неорганических покрытий
в условиях локализации высокоэнергетических потоков на границе раздела
фаз
Определение
состава,
структуры
и
неметаллических неорганических покрытий.
свойств
наноструктурных
Знания, умения и практический опыт, которые обучающиеся
должны приобрести в результате освоения программы повышения
квалификации
Использование образовательных технологий и способы оценки
вырабатываемых знаний, умений и опыта представлены в таблице
Теоретической основой программы повышения квалификации в
режиме E-lerning являются:
учебное пособие в электронном виде, авторы Мамаев А.И.,
Мамаева В.А., Бориков В.Н., Дорофеева Т.И., «Формирование
наноструктурных неметаллических неорганических покрытий путем
локализации высокоэнергетических потоков на границе раздела фаз»,
изданное в издательстве ТГУ в 2010 объемом 359 страниц специально
для программы повышения квалификации специалистов в области
многопрофильного производства наноструктурных неметаллических
неорганических покрытий (объем программы 520 часов).
лекции сотрудников ТГУ, одновременно являющихся специалистами
в области методов формирования наноструктурных неметаллических
неорганических покрытий и сотрудниками ООО «Сибспарк»
Учебно-методические материалы к
работ на «микроплазменном тренажере»
выполнению
Видеоролик о предприятии ООО «Сибспарк»
Видеоролик о предприятии ЗАО «Манэл»
лабораторных
Практической и оценивающей основой программы повышения
квалификации в режиме E-lerning являются:
Лабораторные работы по исследованию процесса формирования
наноструктурных неметаллических неорганических покрытий на
виртуальном «Микроплазменном тренажере»
Лабораторные работы по исследованию свойств наноструктурных
неметаллических неорганических покрытий
методические указания к выполнению лабораторных работ
Выполнение заданий к лабораторным работам: построение графиков,
расчет величин, анализ экспериментальных результатов
Интерактивное тестирование с несколькими вариантами ответов в
обучающем режиме,
Интерактивное тестирование с несколькими вариантами ответов в
оценивающем режиме,
Отчет о выполнении лабораторной работы
Отчет о выполнение задания по лабораторной работе на виртуальном
оборудовании
Выполнение итоговой работы
Защита итоговой работы
Объем и виды учебной работы
Так как объем программы повышения квалификации «Методы формирования наноструктурных
неметаллических неорганических покрытий при локализации высокоэнергетических потоков
на границе раздела фаз» небольшой, всего 72 часа, то обучающиеся прослушивают три
лекции для ознакомления с процессами формирования наноструктурных неметаллических
неорганических покрытий (6 часов), дополнительно самостоятельно изучают теоретический
материал по электронному учебному пособию (22 часа), но основное время отводится на
выполнение работ на виртуальном «Микроплазменном тренажере», содержащем 15
лабораторных работ и интерактивный режим их выполнения, выполнение заданий по анализу
экспериментальных результатов, расчету величин и построение графиков.
Модуль 1. Методы формирования наноструктурных
неметаллических неорганических покрытий при локализации
высокоэнергетических потоков на границе раздела фаз
1.
2.
3.
4.
Авторы программы
(Ф.И.О., ученая степень, ученое звание, должность):
Мамаев А. И, д.х.н., профессор
Мамаева В. А. д.т.н., старший научный сотрудник
Дорофеева Т. И. к.х.н., научный сотрудник
Бориков В.Н., к.т.н., доцент
Цель данного модуля познакомить обучающихся с понятиями и терминологией метода,
основами наноразмерной локализации высокоэнергетических потоков на границе раздела фаз,
с постановкой граничных задач, с достижениями последних лет в теории метода.
Тема 1. Физико-химические закономерности процессов формирования покрытий при
локализации высокоэнергетических потоков на границе раздела фаз твердое тело–
жидкость
Тема 2. Методы и устройства для нанесения наноструктурных неметаллических
неорганических покрытий в условиях микроплазменного разряда
Тема
3.
Методы
исследования
и
измерения
параметров
формирования
наноструктурных
неметаллических
неорганических
покрытий
в
условиях
наноразмерной локализации высокоэнергетических потоков на границе раздела фаз
Тема 1. «Физико-химические закономерности процессов
формирования покрытий при локализации высокоэнергетических
потоков на границе раздела фаз твердое тело–жидкость»
Тема 1. «Физико-химические закономерности процессов формирования покрытий при локализации
высокоэнергетических потоков на границе раздела фаз твердое тело–жидкость» может рассматриваться
как самостоятельная учебная дисциплина и, вместе с тем, как одна из тем модуля программы повышения
квалификации профессиональной подготовки «Методы формирования наноструктурных неметаллических
неорганических покрытий при локализации высокоэнергетических потоков на границе раздела фаз».
Описание содержания учебной дисциплины.
«Физико-химические
закономерности
процессов
формирования
покрытий
при
локализации
высокоэнергетических потоков на границе раздела фаз твердое тело–жидкость» - это теоретический курс, в
котором рассматриваются физико-химические закономерности и модели процессов, происходящих на границе
раздела фаз под действием высокоэнергетических потоков, математическое моделирование процессов. Теория
метода разработана учеными ООО «Сибспарк» - это новейший материал, по которому защищено 2 докторских и 6
кандидатских диссертаций.
Важными специальными компетенциями в данной теме модуля являются: понимание процесса подачи энергии
высокой плотности и ее наноразмерная локализация на границе раздела фаз, условия формирования барьерного
слоя, механизм пробоя, возникновение микроплазменного разряда и его локализация, теоретические и физикохимические модели процессов, критерий возбуждения микроплазменных разрядов, строение границы раздела
фаз. В курсе теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены критерии возбуждения
микроплазменных процессов на границе раздела фаз при высокоэнергетическом импульсном воздействии.
Разработаны физико-химические модели начальных стадий формирования барьерного слоя и возникновения
микроплазменных разрядов, описывающие изменение концентрации и потоков реагирующих ионов вблизи
границы раздела фаз, с учетом особенностей строения и гидродинамики, с учетом всех стадий переноса диффузии, миграции, конвекции. Получены уравнения для концентрации реагирующих ионов, напряженности
электрического поля и теоретические вольтамперные зависимости.
Впервые предложены параметрическая модель сильнотоковых процессов в растворах электролитов, параметрами
которой являются удельное активное сопротивление границы раздела металл-раствор и удельная емкость и
метод определения этих параметров. Параметрическая модель позволяет рассчитать суммарный ток,
моделировать процесс нанесения слоистого градиентного покрытия при различных формах поляризующего
напряжения без изготовления источника питания
Рассматриваются параметрические модели процесса формирования наноструктурных неорганических
декоративных покрытий при пропускании тока высокой плотности, в условиях протекания основных и побочных
электрохимических и химических реакций на границе раздела фаз, методах локализации высокоэнергетических
импульсных потоков в тонком слое границы раздела фаз и параметрическое моделирование процесса
формирования наноструктурных покрытий (изменения толщины, пористости, шероховатости, элементного
состава) от времени, напряжения, длительности импульсов тока микроплазменного процесса и параметров
микроплазменного разряда на качество и характеристики получаемых покрытий.
Тема 2. Методы и устройства для нанесения наноструктурных
неметаллических неорганических покрытий в условиях
наноразмерной локализации потоков высокой энергии на границе
раздела фаз
Тема 2. «Методы и устройства для нанесения наноструктурных неметаллических
неорганических покрытий в условиях микроплазменного разряда» может рассматриваться как
самостоятельная учебная дисциплина и, вместе с тем, как один из курсов программы
повышения квалификации «Методы формирования наноструктурных неметаллических
неорганических покрытий при локализации высокоэнергетических потоков на границе раздела
фаз».
В теме 2 «Методы и устройства для нанесения наноструктурных покрытий в условиях
микроплазменного разряда данного модуля» дается обзор по методам и устройствам
нанесения
наноструктурных
покрытий
в
условиях
микроплазменного
разряда;
рассматриваются отличительные особенности данной технологии от мировых и отечественных
аналогов, рассматриваются основные типовые конструкторские решения по нанесению
покрытий, основные организационные и технико-экономические вопросы производства
наноструктурных покрытий.
Для этого впервые в мировой практике микроплазменных процессов обучающиеся знакомятся
с уникальным оборудованием, которое позволяет сконцентрировать энергетические потоки
высокой плотности в нанослоях границы раздела фаз, получить огромные преимущества в
разработанной технологии и вывести ее на промышленный рынок, оценивают преимущества
разработанной авторами технологии. Выполняют экспериментальные исследования на
виртуальном
«Микроплазменном
тренажере»
максимально
имитирующем
работу
исследовательского оборудования ООО «Сибспарк», знакомятся с полуавтоматическими
производственными технологическими линиями.
Описание содержания учебной дисциплины. Цель этой темы модуля заключается в
ознакомлении слушателей с новейшими достижениями в разработке исследовательского и
технологического оборудования для формирования наноструктурных неметаллических
неорганических покрытий в условиях наноразмерной локализации высокоэнергетических
потоков на границе раздела фаз, и навыков работы на этом оборудовании. В данном курсе
использованы достижения ученых школы Мамаева А.И., специалистов ООО «Сибспарк».
Тема 3. Методы исследования и измерения параметров
формирования наноструктурных неметаллических неорганических
покрытий в условиях наноразмерной локализации
высокоэнергетических потоков на границе раздела фаз
Исследователей всегда интересуют фундаментальные вопросы, как происходит формирование
покрытия, с какой скоростью, каков механизм, от каких параметров зависят кинетика и
механизм формирования покрытий. Чтобы ответить на эти вопросы необходимо измерять
электрические параметры формирования покрытия – поляризующее напряжение и ток. Для
этого впервые в мировой практике микроплазменных процессов было разработано уникальное
измерительное оборудование - компьютерная система измерений нового поколения и новые
методы измерения быстротекущих микроплазменных процессов на границе раздела фаз,
получены вольтамперные зависимости в течение одного импульса при скорости изменения
потенциала до 108 В/с и амплитуде напряжения до 4000 В. Выделена активная и емкостная
составляющие тока, что позволяет изучать кинетику и механизм процессов формирования
покрытия на границе электрод-электролит, так как позволяет с высокой точностью синхронно
измерять 2500 значений тока и напряжения в течение каждого импульса, регистрировать
вольтамперные зависимости, изучать динамику изменения вольтамперных зависимостей,
характеризующих физико-химические процессы на границе раздела фаз в зависимости от
режимов локализации энергии высокой плотности на границе раздела фаз, природы и состава
фаз.
Знания
кинетики
и
механизма
формирования
покрытий
необходимы
для
целенаправленного конструирования наноструктурных функциональных покрытий.
Тема «Методы исследования и измерения параметров формирования наноструктурных
неметаллических неорганических покрытий в условиях наноразмерной локализации
высокоэнергетических потоков на границе раздела
фаз» разработана ведущими
специалистами ООО «Сибспарк». Знание динамики изменения вольтамперных зависимостей от
различных факторов позволяет прогнозировать, контролировать и управлять процессами
формирования покрытий, конструировать покрытия с заданными характеристиками и
различными функциональными свойствами, а также управлять процессами формирования
покрытий, то есть автоматизировать процесс.
Цель УМК заключается в получении всеми слушателями необходимых знаний и навыков в
работе и методиках измерения электрических параметров формирования наноструктурных
неметаллических покрытий при наноразмерной локализации высокоэнергетических потоков на
границе раздела фаз твердое тело–жидкость.
В данном модуле рассматриваются вопросы, необходимые для формирования компетенций,
необходимых
специалисту
в
области
многопрофильного
производства
пористых
наноструктурных неметаллических неорганических покрытий
Требования к уровню освоения модуля.
В процессе освоения данного модуля обучающийся должен приобрести следующие
знания:
Определять основные закономерности, лежащие в основе методов получения наноструктурных
неметаллических неорганических покрытий определенного функционального назначения.
Знать и анализировать влияние параметров микроплазменных процессов на процесс
формирования полифункциональных наноструктурных неметаллических неорганических
покрытий
Знать основные функциональные свойства и перспективные области применения
полифункциональных наноструктурных неметаллических неорганических покрытий
При выполнении лабораторных работ на виртуальном микроплазменном тренажере,
обучающийся приобретает умения:
Обладать навыками работы с оборудованием, используемым для формирования пористых
наноструктурных неметаллических неорганических покрытий
Исследовать и осуществлять контроль за процессами формирования
пористых
наноструктурных неметаллических неорганических покрытий
Определять значащие и доминирующие факторы технологического процессов нанесения
покрытий в связи с их функциональностью
Совокупность знаний и умений формируют опыт, который может быть полезным в
приобретении трудового опыта на реальном исследовательском и технологическом
оборудовании.
Обладать навыками устранения возможных затруднений при производстве наноструктурных
неметаллических покрытий.
Управлять процессом формирования наноструктурных неметаллических неорганических
покрытий в условиях наноразмерной локализации высокоэнергетических потоков на границе
раздела фаз.
Анализировать и прогнозировать эффекты от применения пористых наноструктурных
неметаллических неорганических покрытий в связи с их функциональным назначением.
Модуль2. Методы определения состава, структуры и свойств
наноструктурных неметаллических неорганических покрытий.
Функциональные свойства и области применения
Авторы программы (Ф.И.О., ученая степень, ученое звание, должность):
1. Мамаев А. И, д.х.н., профессор
2. Мамаева В. А. д.т.н., старший научный сотрудник
3. Дорофеева Т. И. к.х.н., научный сотрудник
Тема 1. Методы определения состава, структуры и свойств наноструктурных
неметаллических неорганических покрытий (элементного и фазового состава,
морфологии и пористости)
Тема 2 . Функциональные свойства (толщина, шероховатость, адгезия,
износостойкость, нано и микротвердость) и области применения наноструктурных
неметаллических неорганических покрытий
Учебный модуль «Методы определения состава, структуры и свойств наноструктурных
неметаллических неорганических покрытий. Функциональные свойства и области
применения» может рассматриваться как самостоятельная учебная дисциплина и, вместе с
тем, как один из модулей программы профессиональной переподготовки «Методы
формирования наноструктурных неметаллических неорганических покрытий при
локализации высокоэнергетических потоков на границе раздела фаз».
Описание содержания учебной дисциплины, модуля. Цель программы заключается в
получении всеми слушателями необходимых знаний и навыков в области методов
исследования свойств полученных наноструктурных неметаллических неорганических
микроплазменных покрытий в зависимости от различных факторов, методов испытаний этих
покрытий в зависимости от областей их дальнейшего применения; в предоставлении
возможности слушателям развить и продемонстрировать навыки в этой области.
Функциональные свойства наноструктурных неметаллических неорганических покрытий зависят от
элементного состава, структуры (морфологии, общей или объемной пористости, размеров пор) а
также физико-механических и физико-химических свойств покрытий (адгезии, шероховатости,
коррозионной стойкости, термостойкости нано и микротвердости и др). Поэтому обучающиеся
знакомятся с различными свойствами покрытий и методами их исследований.
Методы измерения элементного состава, толщины, структуры, пористости, морфологии нано и
микротвердости, износостойкости, термостойкости, коррозионных испытаний наноструктурных
неметаллических неорганических функциональных покрытий на алюминии, титане и цирконии.
Свойства, перспективные и основные области применения наноматериалов и покрытий, получаемых
в условиях микроплазменного разряда.
Методы испытаний наноструктурных биоактивных покрытий на титане; элементный состав, адгезия,
пористочть, шероховатость, нанотвердость и функциональные свойства покрытий.
В данном курсе рассматриваются вопросы, необходимые для формирования следующих знаний,
умений и практического опыта
Требования к уровню освоения курса сводятся к следующему
Знания, Знать методики измерения износостойкости, термостойкости, адгезии, пористости,
толщины, нано и микротвердости наноструктурных неметаллических неорганических покрытий.
Знать методики определения элементного состава, морфологии, пористости, шероховатости
наноструктурных неметаллических неорганических покрытий
Умения Анализировать результаты измерений износостойкости, термостойкости, адгезии,
пористости, толщины нано и микротвердости наноструктурных покрытий
Анализировать результаты исследования элементного состава, морфологии, пористости,
шероховатости наноструктурных неметаллических неорганических покрытий
Практический опыт Анализировать результаты измерений износостойкости, термостойкости,
адгезии, пористости, толщины нано и микротвердости наноструктурных покрытий
Анализировать результаты исследования элементного состава, морфологии, пористости,
шероховатости наноструктурных неметаллических неорганических покрытий
Учебная деятельность – по данному модулю «Методы определения состава, структуры
и
свойств
наноструктурных
неметаллических
неорганических
покрытий.
Функциональные свойства и области применения»
обучающимся представлен курс, состоящий из 26 часов, в том числе: 2 часов лекций, 6 часов
самостоятельной работы по электронному учебнику, 14 часов выполнения лабораторных работ
и 6 часов выполнения заданий по анализу результатов, построению графиков и вычислению
изучаемых характеристик на виртуальном «микроплазменном тренажере», просмотру двух
видеороликов о научно-исследовательской компании ООО «Сибспарк» и проектной компании
ЗАО «Манэл».
Методические рекомендации и пособия по изучению модуля «Методы определения
состава, структуры и свойств наноструктурных неметаллических неорганических
покрытий. Функциональные свойства и области применения»
Обучающиеся должны уметь анализировать результаты испытаний состава, структуры и
свойств наноструктурных неметаллических неорганический покрытий в зависимости от
различных режимов процесса, и в зависимости от областей их дальнейшего применения.
Место курса
Входит в блок специальных физико-химических дисциплин, закладывает основы прикладных
знаний в области химических наук.
.
Темы
практических/лабораторных
занятий
представлены
на
сайте
http://nanolib.ido.tsu.ru/
Интерактивные элементы методического обеспечения и организации
обучения модуля
6. Интерактивные методы обучения как средство
формирования ключевых компетенций
С развитием инновационной экономики в России и процесса интеграции в общеевропейское образовательное
пространство выявилась потребность государства в компетентных, мобильных, конкурентоспособных
специалистах. Актуальность формирования профессиональных и особенно ключевых компетенций обусловлена
необходимостью расширения профессионального признания, сопоставимости и совместимости дипломов и
квалификаций.
Само понятие «ключевые компетенции» (key skills) предопределяет то, что они являются ключом, основанием
для других, специальных, предметно-ориентированных. Кроме того, владение ими позволяет человеку быть
успешным в любой сфере практической деятельности: профессиональной, общественной, а так же и личной
жизни. Можно сформулировать следующие существенные признаки ключевых компетенций [1]:
-ключевые компетенции представляют собой различные универсальные ментальные средства, инструменты
(способы, методы, приемы) достижения человеком значимых для него целей (результатов);
- ключевые компетенции позволяют достигать результатов в неопределенных, проблемных ситуациях. Они
позволяют самостоятельно и в сотрудничестве с другими решать проблемы, то есть справляться с ситуациями,
для разрешения которых никогда нет полного комплекта наработанных средств [2].
ключевые компетенции – это совокупность базовых знаний, общих (универсальных) умений, личностных
качеств, позволяющих достигать положительных результатов в профессиональной и других областях
жизнедеятельности. Ключевые компетенции представляют собой высшую ступень в иерархии компетенций, так
как они имеют надпредметный, междисциплинарный характер, проявляются в разных сферах. Их наличие
необходимо человеку в течение всей жизни для самореализации, продуктивной профессиональной деятельности,
выстраивания взаимоотношений с окружающими, смены рода занятий и т.п .
Ориентация на новые цели образования – компетенции – требует не только изменения содержания изучаемых
предметов, но и методов и форм организации образовательного процесса, активизацию деятельности
обучающихся в ходе занятия, приближения изучаемых тем к реальной жизни и поисков путей решения
возникающих проблем.
Результаты проведенного исследования, а также анализ научно-педагогической литературы по данной проблеме
позволили сделать вывод, что объективные потребности общества делают актуальным широкое
внедрение личностно ориентированных развивающих технологий. При таком обучении формируются и
развиваются такие качества, как самостоятельность студентов, ответственность за принятие решений;
познавательная, творческая, коммуникативная, личностная активность учащихся, определяющие поведенческие
качества компетентного работника на рынке труда и способствующие социализации личности.
В условиях развивающего обучения необходимо обеспечить максимальную активность самого учащегося в
процессе формирования ключевых компетенций, так как последние формируются лишь в опыте собственной
деятельности. В соответствии с этим многие исследователи связывают инновации в образовании с
интерактивными методами обучения, под которыми понимаются «… все виды деятельности, которые требуют
творческого подхода к материалу и обеспечивают условия для раскрытия каждого
ученика».преподавательобучающийсяобучающийсяобучающийсяпреподавательобучающийсяобучаю
щийсяобучающийся
Интерактивный – означает взаимодействовать, находится в режиме беседы, диалога с кемлибо. Интерактивные и активные методы имеют много общего. В отличие от активных методов,
интерактивные ориентированы на более широкое взаимодействие обучающихся не только с
преподавателем, но и друг с другом и на доминирование активности студентов в процессе
обучения.
В общем, интерактивный метод можно рассматривать как самую современную форму
активных методов. К интерактивным методам могут быть отнесены следующие: дискуссия,
эвристическая беседа, «мозговой штурм», ролевые, «деловые» игры, тренинги, кейс-метод,
метод проектов, групповая работа с иллюстративным материалом, обсуждение видеофильмов
и т.д. Рассмотрим наиболее важные, на наш взгляд, интерактивные методы с точки зрения
формирования ключевых компетенций при изучении естественно-научных дисциплин.
1. Метод проектов – метод выполнения итоговой работы
В ходе выполнения проекта (итоговой работы) обучающийся оказывается вовлеченным в
активный познавательный творческий процесс; при этом происходит как закрепление
имеющихся знаний по предмету, так и получение новых знаний. Кроме того, формируются
надпредметные компетенции: исследовательские (поисковые), коммуникативные,
организационно-управленческие, рефлексивные, умения и навыки работы в команде и др.
2. Кейс-метод
Кейс-метод (Case study) – это техника обучения, использующая описание реальных
экономических, социальных, бытовых или иных проблемных ситуаций (от англ. case –
«случай»). При работе с кейсом обучающиеся осуществляют поиск, анализ дополнительной
информации из различных областей знаний, в том числе связанных с будущей профессией.
«Суть его заключается в том, что учащимся предлагают осмыслить реальную жизненную
ситуацию, описание которой отражает не только какую-нибудь практическую проблему, но и
актуализирует определенный комплекс знаний, который необходимо усвоить при разрешении
данной проблемы. При этом сама проблема не имеет однозначных решений»
Будучи интерактивным методом обучения, он завоевывает, как показывает практика,
позитивное отношение со стороны студентов, которые видят в нем игру, обеспечивающую
освоение теоретических положений и овладение практическим использованием материала.
При работе с кейсом у обучающихся формируются следующие компоненты ключевых
компетенций: умения решать проблемы, общаться, применять предметные знания на
практике, умение вести переговоры, брать на себя ответственность, толерантность,
рефлексивные умения.
3. Исследовательский метод
Формирование творческой личности, обладающей креативным мышлением, в
современных условиях является актуальной задачей. В связи с этим всё более
предпочтительными становятся поисковые методы: исследовательский и
эвристический, в основе которых лежит проблемное обучение. Эти методы в
наибольшей степени удовлетворяют требованиям компетентностного подхода,
направленного на развитие активности, ответственности и самостоятельности в
принятии решений. Оба эти метода сходны между собой; различие состоит в
степени самостоятельности обучающихся.
Исследовательская форма проведения занятий с применением элементов
проблемного обучения предполагает следующую деятельность обучающихся:
- ознакомление с областью и содержанием предметного исследования;
- формулировка целей и задач исследования;
- сбор данных об изучаемом объекте (явлении, процессе);
- проведение исследования (теоретического или экспериментального) –
выделение изучаемых факторов, выдвижение гипотезы, моделирование и
проведение эксперимента.
- объяснение полученных данных;
- формулировка выводов, оформление результатов работы.
Данный подход дает возможность понять ход научного исследования, различной
трактовки полученных данных и нахождения правильной, соответствующей
реальности, точки зрения.
4. Дискуссии Учебные дискуссии представляют собой такую форму познавательной
деятельности обучающихся, в которой субъекты образовательного процесса упорядоченно и
целенаправленно обмениваются своими мнениями, идеями, суждениями по обсуждаемой
учебной проблеме. Дискуссия делает возможным использовать элементы педагогики
сотрудничества по типу «обучающий – обучающийся» и «обучающийся – обучающийся», в
которой стираются противоположности между позициями обучающего и обучающихся, а
кругозор участников образовательного процесса становится общим достоянием.
Во время дискуссии формируются следующие компетенции: коммуникативные (умения
общаться, формулировать и задавать вопросы, отстаивать свою точку зрения, уважение и
принятие собеседника и др.), способности к анализу и синтезу, брать на себя ответственность,
выявлять проблемы и решать их, умения отстаивать свою точку зрения, т.е. навыки
социального общения и др.
5. Игровые методики Практика подтвердила эффективность применения игровых методик на
завершающем этапе (по завершении изучения темы, раздела, курса) обучения химии,
являющейся общеобразовательной дисциплиной. Ролевая игра, например, может быть
проведена в виде конференции. Для проведения конференции из числа обучающихся
выделяется председатель конференции– ведущий, технолог, группы экспертов от экологов и
общественности. По результатам обсуждения обозначенной проблемы вырабатывается
решение конференции.
При этом происходит освоение участниками игры нового опыта, новых ролей, формируются
коммуникативные умения, способности применять приобретенные знания в различных
областях, умения решать проблемы, толерантность, ответственность.
6. Метод «мозгового штурма» Метод «мозгового штурма» позволяет вовлекать в активную
деятельность максимальное число обучающихся. Применение данного метода возможно на
различных этапах урока: для введения новых знаний, промежуточного контроля качества
усвоения знаний, закрепления приобретённых знаний (на обобщающем занятии по конкретной
теме курса).
«Мозговой штурм» является эффективным методом стимулирования познавательной
активности, формирования творческих умений обучающихся как в малых, так и в больших
группах. Кроме того, формируются умения выражать свою точку зрения, слушать оппонентов,
рефлексивные умения.
6.1. Использование интерактивных методов в методе дистанционного
образования в режиме E-lerning
при апробации программы повышения квалификации в режиме E-lerning использовали :
исследовательский метод при выполнении лабораторных работ, так как в каждой работе представлены несколько режимов их
выполнения. Кроме того, в каждой работе необходимо провести анализ результатов или выполнить задание по расчетам
изучаемых характеристик, или построить графики зависимостей изучаемых характеристик от режимов процесса.
метод выполнения итоговой работы. Каждому обучающемуся выдается задание получить наноструктурное неметаллическое
неорганическое покрытие с заданными свойствами. Для выполнения этого задания обучающийся должен изучить физикохимические закономерности процесса, творчески подойти к выполнению лабораторных работ и выявить оптимальные условия
формирования покрытия с заданными составом, структурой, толщиной, пористостью, и физико-механическим свойствами,
такими как износостойкость, адгезия, шероховатость, нано или микротвердость и т.д. Изучить свойства покрытий и области их
применения, посмотрев видеоролики реального процесса формирования покрытий на технологической полуавтоматической
линии в ЗАО «Манэл» и исследовательском и измерительном оборудовании в ООО «Сибспарк»
метод «мозгового штурма» успешно применяли для обсуждения оптимальных условий формирования наноструктурного
неметаллического неорганического покрытия с заданными свойствами. Для выполнения этого задания каждый обучающийся
предлагал и обосновывал оптимальные условия формирования покрытия с заданными составом, структурой, толщиной,
пористостью, и физико-механическим свойствами, такими как износостойкость, адгезия, шероховатость, нано или
микротвердость и т.д на основе знаний, полученных от изучения теоретического материала по физико-химическим
закономерностям процесса в условиях наноразмерной локализации потоков высокой энергии на границе раздела фаз и анализа
знаний и умений, полученных при выполнении лабораторных работ.
кейс-метод использовали для оценки знаний и умений и сформированных компетенций обучающегося, так как данный метод
требует найти решение проблемы в данной сложившейся ситуации, например изменить режимы формирования покрытий,
чтобы получить покрытие с заданными свойствами.
метод обсуждения или дискуссии использовали на форуме для оценки знаний, умений и формирования компетенций
учащихся.
метод обучающего тестирования использовали в курсе обучения для самостоятельной оценки усвоения знаний и умений при
изучении теоретического материала и выполнения лабораторных работ. Учащемуся предлагалось 20 билетов по 20 вопросов в
каждом. В конце тестирования показываются неправильные ответы и предлагается посмотреть правильный вариант ответа.
метод оценивающего тестирования использовали в курсе обучения для оценки учащимися усвоения знаний и
умений при изучении теоретического материала и выполнения лабораторных работ. Учащемуся предлагается 20
билетов по 20 вопросов в каждом. В конце тестирования проводится оценка знаний, показываются неправильные
ответы.
Оценка компетенции учащихся провели по результатам защиты итоговой работы, в режиме вебсеминара.
Согласно вышеизложенному, режим дистанционного образования в режиме E-lerning открывает широкие
возможности для изучения учащимися сложных физико-химических закономерностей процессов формирования
наноструктурных неметаллических неорганических покрытий при наноразмерной локализации потоков высоких
энергий на границе раздела фаз. Виртуальный «микроплазменный тренажер» позволяет приблизить выполнение
лабораторных работ к реальным условиям, так как позволяет имитировать задание режимов микроплазменного
процесса конопочным нажатием, включать и выключать процесс формирования покрытий, наблюдать за
процессом с помощью видеороликов, соответствующих заданномц режиму микроплазменного процесса (значение
поляризующего напряжения, время процесса).
Сравнительный анализ рассмотренных методов, а также практика преподавания позволяют сделать вывод, что не
все они в одинаковой степени могут быть применимы при обучении общеобразовательным предметам
естественнонаучного цикла. Некоторые методы такие как метод проектов, кейс-метод, игровые методики,
требующие достаточно большого времени для их подготовки и проведения, можно рекомендовать для
организации внеаудиторных занятий или обобщения изученного материала и осуществления интеграции знаний
посредством реализации межпредметных связей, в том числе с предметами профессиональной подготовки.
Исследовательская, дискуссионная форма организации занятий, а так же «мозговой штурм» являются
эффективными методами формирования компетенций при проведении аудиторных занятий.
При этом следует учитывать, что метод проектов и кейс-метод в большей мере по сравнению с другими методами
способствуют формированию таких компетенций, как умения выделять проблему и находить пути её решения,
оценивать собственную деятельность, ответственность. Исследовательский метод – творческий подход к
осуществлению деятельности, общенаучные умения, и, наравне с дискуссиями, играми и «мозговым штурмом»
развивает коммуникативные качества личности, толерантность.
На основе вышеизложенного можно сделать вывод, что обучающемуся целесообразно сочетать различные
методы и формы организации образовательного процесса, чтобы достичь наибольшего эффекта от их
использования.
График проведения апробации модуля
«Методы формирования наноструктурных неметаллических
неорганических покрытий при локализации высокоэнергетических
потоков на границе раздела фаз»
Предприятие партнер по проведению апробации: ООО
«Сибспарк
Категории работников, участвующих в обучении:
магистранты Томского государственного университета
Куратор от РОСНАНО: Любовская Татьяна Евгеньевна
Для входа куратора на сайт http://nanolib.ido.tsu.ru/, где
находится «Микроплазменный тренажер»
Login куратораrosnano@rosnano.ruПароль
куратораlubovskaya
Апробация программы проводилась в соответствии с
графиком апробации: со 2 июля по 31 июля 2012 года.
График проведения апробации модуля
«Методы формирования наноструктурных неметаллических неорганических
покрытий при локализации высокоэнергетических потоков на границе
раздела фаз»
5. Микроплазменный тренажер
Остановимся
более
подробно
на
виртуальном
оборудовании
«Микроплазменном
тренажере»,
имитирующем
работу
уникального исследовательского и измерительного оборудования,
разработанного в ООО «Сибспарк», размещенном сайте Томского
государственного университета http://nanolib.ido.tsu.ru/.
При зачислении на программу всем обучающимся выдается логин и
пароль для входа на сайт для выполнения лабораторных работ на
«микроплазменном тренажере».
Интерфейс
электронного
тренажера
«Информационноизмерительный микроплазменный комплекс для формирования
наноструктурных неметаллических неорганических покрытий с
заданными свойствами» состоит из нескольких страниц.
Главная страница, на которой представлены разделы «Общая
информация», «Учебно-методические материалы», «Лабораторные
работы» и «Тестирующий модуль». Доступ к этим же разделам можно
получить с помощью меню в любой момент работы с электронным
тренажером
«Информационно-измерительный микроплазменный комплекс для
формирования наноструктурных неметаллических неорганических
покрытий с заданными свойствами»
«Микроплазменный тренажер». Общая информация
В разделе «Общая информация» представлена информация о целях и
назначении тренажерного комплекса, порядок работы и справка по элементам
интерфейса системы.
Этот раздел содержит информацию об инновационном проекте ЗАО РОСНАНОТГУ-ЭЛЕСИ по разработкам оборудования и технологий специалистов ООО
«Сибспарк» под руководством профессора мамаева Анатолия Ивановича.
Видеоролики о проектной компании ЗАО "Манел" и научно-исследовательской
компании ООО "Сибспарк", информацию о тренажере и справку по
использованию тренажера:
Инновационный проект «Создание многопрофильного производства пористых
наноструктурных неметаллических неорганических покрытий» и перспективы
его развития в Томской области
ЗАО "Манел"
ООО "Сибспарк"
О тренажере «Информационно-измерительный микроплазменный комплекс для
формирования наноструктурных неметаллических неорганических покрытий с
заданными свойствами»
Справка по использованию тренажера
О тренажере «Информационно-измерительный
микроплазменный комплекс для формирования
наноструктурных неметаллических неорганических покрытий
с заданными свойствами»
Создание и развитие отечественной наноиндустрии предполагает значительное увеличение
кадрового обеспечения организаций и предприятий, разрабатывающих и использующих
нанотехнологии. Квалификация кадров должна позволять определять качество производимой
продукции, а также уровень научных исследований в этой междисциплинарной области.
Система опережающего обучения в условиях формирования наноиндустрии должна решать
задачи профессиональной подготовки и переподготовки на двух уровнях: первый –
обеспечивающий кадровые потребности инвестиционных проектов в сфере нанотехнологий с
целью снижения дефицита квалифицированных специалистов в компаниях и повышения
уровня реализуемости этих проектов; второй – направленный на создание и развитие
кадрового потенциала наноиндустрии Российской Федерации и обеспечивающий кадровые
потребности новых, не развитых ранее рынков труда.
В настоящее время все более широко используются методы дистанционного обучения. Для
подготовки и переподготовки кадров для наноиндустрии и конкретно для Томского проекта
многопрофильного производства пористых наноструктурных неметаллических неорганических
покрытий в Томской области необходимо быстро и целенаправленно с наименьшими затратами
по преподавательским кадрам и оборудованию обучать сотрудников с помощью электронного
тренажера. Целью создания электронного тренажера является разработка виртуального
образовательного электронного оборудования, состоящего из компьютерного тренажерного
комплекса, который имитирует работу уникального исследовательского и измерительного
оборудования, разработанного в ООО «Сибспарк» для исследования сложных многостадийных
микроплазменных процессов в растворах электролитов. Уникальность данной разработки
состоит
в
том,
что
разработанное
оборудование
позволяет
локализовать
высокоэнергетические потоки в нанослоях границы раздела фаз.
Учебно-методические материалы
В разделе «Учебно-методические материалы» представлены общие теоретические
материалы и материалы к учебным задачам. Доступ к материалам осуществляется с помощью
скрываемого меню в левой части экрана, а навигация с помощью кнопок в нижней части.
Кнопка «Содержание» выводит список доступных материалов, а кнопки в виде стрелок
осуществляют переход на предыдущий или следующий материал. Так же возможен
автоматический доступ к материалам из сценариев задач по соответствующим гиперссылкам
внутри них.
Содержание Описание работы источника питания "Корунд М1"
Полуавтоматическая технологическая линия. Характеристики оборудования
Физико-химические закономерности формирования наноструктурных неметаллических
неорганических покрытий в условиях наноразмерной локализации высокоэнергетических
потоков на границе раздела фаз
Вольтамперные характеристики процесса формирования ННН покрытий
Методики измерения толщины покрытия
Методика определения пористости ННН покрытий стереологическим методом
Методика определения пористости покрытий с помощью профилометра "MICRO MEASURE 3D
station"
Методика определения элементного состава и морфологии поверхности материалов покрытий
Методика изучения адгезионных свойств ННН покрытий
Методика изучения износостойкости ННН покрытий. Трибологические испытания
Методика определения микротвердости и нанотвердости ННН покрытий
Области применения пористых наноструктурных неметаллических неорганических покрытий
Функциональные свойства, перспективы и основные области применения наноматериалов и
покрытий, получаемых в условиях микроплазменного разряда
Исследование фазового состава и нанокристаллической структуры ННН покрытий
Исследование наноструктуры и морфологии ННН покрытий при большом увеличении
Исследование шероховатости поверхности биокерамических покрытий
«Микроплазменный тренажер» предполагает два режима работы – обучающий и тестирующий.
В обучающем режиме пользователь имеет возможность работать непосредственно с
тренажерным комплексом, доступ к которому осуществляется в разделе «Лабораторные
работы».
Лабораторные работы
Микроплазменный тренажер содержит 15 лабораторных работ
Лабораторная работа №1. Исследование толщины ННН покрытия в зависимости от поляризующего напряжения
при определенном времени процесса
Лабораторная работа №2. Исследование толщины ННН покрытия в зависимости от времени процесса
Лабораторная работа №3. Исследование вольтамперных характеристик (ВАХ) процесса формирования НННпокрытия в зависимости от напряжения процесса
Лабораторная работа №4. Исследование вольтамперных характеристик (ВАХ) процесса формирования НННпокрытия в зависимости от времени процесса
Лабораторная работа №5. Исследование пористости ННН покрытия в зависимости от времени процесса
Лабораторная работа №6. Исследование пористости ННН покрытия в зависимости от поляризующего напряжения
Лабораторная работа №7. Исследование морфологии ННН покрытий в зависимости от поляризующего
напряжения
Лабораторная работа №8. Исследование морфологии ННН покрытий в зависимости от времени процесса
Лабораторная работа №9. Исследование шероховатости ННН покрытий в зависимости от поляризующего
напряжения
Лабораторная работа №10. Исследование шероховатости ННН покрытий в зависимости от времени процесса
Лабораторная работа №11. Исследование адгезии ННН покрытий в зависимости от параметров микроплазменного
процесса (поляризующего напряжения и времени процесса)
Лабораторная работа №12. Исследование износостойкости ННН покрытий в зависимости от параметров
микроплазменного процесса (поляризующего напряжения и времени процесса)
Лабораторная работа №13. Исследование микро и нанотвердости ННН покрытий
Лабораторная работа №14. Исследование фазового состава и нанокристаллической структуры ННН покрытий
Лабораторная работа №15. Исследование структуры ННН покрытий при большом увеличении
Порядок работы с тренажерным комплексом (обучающий
режим)
После перехода в соответствующий раздел и выбора
лабораторной
работы
открывается
страница,
где
непосредственно осуществляется работа с тренажерным
комплексом. В левой части представлен внешний вид
исследовательского оборудования «Корунд-М1» с активными
элементами и параметрами процесса, а правая часть
предназначена для вывода различной информации.
При входе на страницу, в правой части отображаются
методические указания к работе, в которых приведены ссылки
на теоретическую часть, последовательность выполнения
данного типа сценария и комментарии по обработке
результатов,
составления отчета и расчету необходимых
параметров. Доступ к методическим указаниям можно получить
во время работы в любое время с помощью ссылки в нижней
левой части страницы «Методические указания к работе».
Дополнительно в верхней правой части страницы расположена
кнопка
«Помощь»,
которая
выводит
вспомогательную
информацию по основным элементам интерфейса и их
назначению.
Перед началом работы необходимо выбрать образец сплава и раствор
электролита, участвующие в процессе. Выбор осуществляется с помощью
выпадающих списков, представленных в верхней левой части страницы (над
изображением исследовательского комплекса). После выбора необходимо
перевести переключатель «POWER» на приборе в положение «ON» и выбрать с
помощью кнопок на передней панели необходимые параметры процесса.
Диапазон задаваемых значений может варьироваться в зависимости от
выполняемого сценария. Далее необходимо запустить процесс нажатием кнопки
«START». При этом загорится зеленая сигнальная лампа над кнопкой, а элементы
управления станут недоступны для изменения. В правой части страницы при
этом будет отображено окно с видеороликом, с помощью которого можно
ознакомиться с протеканием процесса в реальных условиях. Кнопка «STOP»
служит для остановки процесса (по желанию пользователя или истечения
определенного времени), при этом загорается красная сигнальная лампа и
становятся доступными элементы управления для выбора другого режима
протекания процесса.
После нажатия кнопки «STOP» в правую часть страницы выводятся результаты
проведенного эксперимента. В зависимости от реализуемого сценария может
быть несколько вкладок, при нажатии на которые отображаются
соответствующие данные. Графические данные (фотографии, графики и пр.) при
щелчке мыши на них могут открываться на весь экран, и скрываться при
повторном щелчке.
По окончанию обработки данных, для выбора другого образца сплава или
электролита, необходимо перевести переключатель «POWER» на приборе в
положение «OFF».
Рассмотрим выполнение лабораторной работы № 3.
Исследование вольтамперных характеристик процесса
формирования ННН покрытия в зависимости от напряжения
процесса.
В меню «лабораторные работы» открываем данную работу, знакомимся :
с методическими указаниями к работе,
с методикой измерения вольтамперных характеристик,
с работой информационно-измерительного комплекса «Корунд М1»
начинаем выполнение работы:
•
Включаем прибор «Корунд М1», переводя переключатель «POWER» на приборе в положение «ON»
•
Набираем на панели прибора «Корунд М1» последовательным нажатием кнопок нужное значение
напряжения и время процесса.
•
Нажимаем кнопку «START». При этом должен загореться световой индикатор зеленого цвета,
расположенный над кнопкой «START».
•
При данном значении напряжения демонстрируется видеоролик в первую минуту процесса и
демонстрируется видеоролик завершения процесса на 10-й минуте
•
Смотрим видеоролики, так как они дают реальное представление о протекании микроплазменного процесса
при установленном режиме.
•
Останавливаем процесс, нажав кнопку «STOP» после проведения процесса в течение времени 600 с. При
этом должен загореться световой индикатор красного цвета, расположенный над кнопкой «STOP».
•
Получаем вольтамперную характеристику процесса формирования покрытия в течение времени 600 с при
напряжении 200 В.
•
Повторяем такие же действия и получаем последовательно вольтамперные характеристики процесса
формирования покрытия в течение времени 600 с при напряжениях 300, 400, 500 и 600 В.
•
Каждую вольтамперную характеристику получаем на новом образце алюминиевой фольги.
•
Проводим анализ динамики изменения вольтамперных характеристик в зависимости от задающего
напряжения.
•
Кнопка «STOP» служит для остановки процесса (по желанию пользователя или истечения определенного
времени), при этом загорается красная сигнальная лампа и становятся доступными элементы управления
для выбора другого режима протекания процесса.
•
После нажатия кнопки «STOP» в правую часть страницы выводятся результаты проведенного
эксперимента. В зависимости от реализуемого сценария может быть несколько вкладок, при нажатии на
которые отображаются соответствующие данные. Графические данные (фотографии, графики и пр.) при
щелчке мыши на них могут открываться на весь экран, и скрываться при повторном щелчке.
•
По окончанию обработки данных, для выбора другого образца сплава или электролита, необходимо
перевести переключатель «POWER» на приборе в положение «OFF».
Порядок работы с тестирующим модулем
(тестирующий и обучающий режимы)
Тестирующий режим предназначен для проверки знаний учащихся и расположен в разделе «Тестирующий модуль». В
тестирующем режиме пользователю предоставляются задания различного уровня сложности в виде тестовых заданий,
результат выполнения обрабатывается автоматически и заносится в журнал. Уровень сложности определяется типом задания
и может быть многократно варьирован с использованием базы тестовых заданий. Для работы в тестирующем модуле
необходимо перейти на соответствующую страницу с главной страницы или с помощью меню.
При переходе по ссылке «Начать тестирование» осуществляется переход на страницу с тестовыми заданиями. В верхней части
страницы приведены номера заданий, которые одновременно являются ссылками для возможности прохождения теста в
произвольном порядке. Ниже расположены вопросы тестового задания и варианты ответов. После нажатия на кнопку
«Ответить» задание считается выполненным, номер задания становится неактивным и осуществляется переход к следующему
невыполненному заданию. После выполнения всех заданий, пользователю выводится страница результатов в т.ч. количество
набранных баллов. За разные задания может быть начислено разное количество баллов, в зависимости от его сложности.
«Информационно-измерительный микроплазменный комплекс для формирования наноструктурных неметаллических
неорганических покрытий с заданными свойствами», далее «Микроплазменный тренажер», предполагает два режима работы
– обучающий и тестирующий.
В обучающем режиме пользователь имеет возможность работать непосредственно с тренажерным комплексом. Каждый тип
задания в тренажерном комплексе является реализаций сценария для различных режимов работы с оборудованием. Основные
возможные типы заданий:
наблюдение и анализ взаимосвязи вольтамперных зависимостей процесса формирования наноструктурных неметаллических
неорганических покрытий с его структурой и свойствами в электролитах различного состава;
задание и оптимизация режимов микроплазменного процесса, регистрация вольтамперных зависимостей;
сопоставление свойств покрытия вольтамперным зависимостям;
принятие решения об изменении режимов формирования покрытия, получение покрытий с заданными свойствами.
Тестирующий режим предназначен для проверки знаний учащихся. В тестирующем режиме пользователю предоставляются
задания различного уровня сложности в виде тестовых заданий, результат выполнения обрабатывается автоматически и
заносится в журнал. Уровень сложности определяется типом задания и может быть многократно варьирован с использованием
базы тестовых заданий.
Таким образом, использование «Микроплазменного тренажера» в обучении слушателей по программе «Формирование
наноструктурных неорганических неметаллических покрытий», который имитирует работу уникального исследовательского и
измерительного оборудования, разработанного в ООО «Сибспарк» для исследования сложных многостадийных
микроплазменных процессов в растворах электролитов, приблизит дистанционное обучение к реальным условиям и позволит
виртуально подготовиться к работе на исследовательском измерительном оборудовании, которое позволяет локализовать
высокоэнергетические потоки в нанослоях границы раздела фаз, изучать кинетику микроплазменных процессов,
контролировать процесс формирования наноструктурных неметаллических неорганических покрытий и разрабатывать
технологии целого класса новых ННН покрытий с заданными свойствами.
Вольтамперные характеристики процесса формирования ННН-покрытия при
напряжении 400 В в течение 15 минут. Обучающиеся выполняют задание,
анализируют динамику изменения вольтамперных зависимостей с увеличением
времени процесса.
Все обучающиеся выполнили 15 лабораторных работ, в результате которых
сформированы
две
компетенции:
формирование
наноструктурных
неметаллических
неорганических
покрытий,
исследование
свойств
наноструктурных неметаллических неорганических покрытий. Эти работы
размещены
на
сайте
Томского
государственного.
университета
http://nanolib.ido.tsu.ru «Микроплазменный тренажер». Для этого необходимо
было познакомиться с описанием оборудования, используемого в работе, с
методическими указаниями к работе, выполнить работу на «микроплазменном
тренажере», который максимально полно имитирует работу реального
оборудования, включая видео процесса при различном поляризующем
напряжении (различный звук, интенсивность свечения
микроплазменных
разрядов) в начале и в конце процесса формирования покрытия, выполнить
задания, расчеты. Так как микроплазменный тренажер и электронный учебник
включают
в
себя
эксклюзивный
теоретический,
методический
и
исследовательский материал, разработанный сотрудниками ООО «Сибспарк»,
который невозможно найти в других опубликованных источниках, то не было
необходимости следить за выполнением лабораторных работ и заданий к ним.
обучающиеся сознательно и с большим интересом изучают этот материал. В
качестве контроля знаний обучающиеся проходят тестирование в режиме
обучения. Для оценки их знаний предусмотрено тестирование в режиме оценки,
но в данной программе оно не применялось. Все непонятные вопросы в процессе
обучения выяснялись по электронной почте.
Выполнение итоговых квалификационных работ
В результате реализации программы повышения квалификации «Методы
формирования наноструктурных неметаллических неорганических
покрытий при локализации высокоэнергетических потоков на границе
раздела фаз» в режиме E-learning у обучающихся сформированы две
компетенции:
Формирование наноструктурных неметаллических неорганических покрытий
Исследование свойств неметаллических неорганических покрытий
Так как программа включает эксклюзивный теоретический, методический и
исследовательский материал, разработанный сотрудниками ООО «Сибспарк»,
который невозможно найти в других источниках, то обучающиеся сознательно
и с большим интересом изучают этот материал. Поэтому не было особой
необходимости в контроле их обучения. Все что им не понятно, или желание
узнать что-либо в большем объеме обсуждалось с преподавателями в режиме
on-line, или оff-line. Кроме того, знание этого материала необходимо при
выполнении итоговой работы.
В завершении программы повышения квалификации «Методы
формирования наноструктурных неметаллических неорганических
покрытий при локализации высокоэнергетических потоков на границе
раздела фаз» в режиме E-learning все обучающиеся выполнили итоговые
работы, в которых выбрали для себя одно функциональное наноструктурное
неметаллическое неорганическое покрытие, описали его свойства, режимы
получения и области применения, а также достоинства данной технологии по
сравнению с другими методами получения покрытий.
Выполнение итоговых квалификационных работ
Анализ анкетирования
Подводя итоги, анализ анкет обучающихся показывает, что: всем им в целом понравилась
программа повышения квалификации в режиме e-learning «Методы формирования
наноструктурных неметаллических неорганических покрытий при локализации
высокоэнергетических потоков на границе раздела фаз»
Не смотря на каникулы, они освоили программу в полном объеме, выполнили все
лабораторные работы, выполнили и защитили итоговые работы.
Все удовлетворены работой «микроплазменного тренажера» так как он позволяет без
специального доступа каждому познакомиться с работой уникального исследовательского и
измерительного реального оборудования,
посмотреть видеоролики процесса при различных значениях поляризующего напряжения,
познакомиться по видеоролику с научно-исследовательской компанией ООО «Сибспарк»,
являющейся резидентом Томской особой экономической зоны технико-внедренческого типа,
которая является разработчиком теории, оборудования и технологии формирования нового
класса покрытий – наноструктурных неметаллических неорганических покрытий,
познакомиться по видеоролику с проектной компанией ЗАО «Манэл», созданной по проекту с
РОСНАНО, производящей полуавтоматические технологические линии для формирования
нового класса покрытий – наноструктурных неметаллических неорганических покрытий и
выполняет услуги нанесения таких покрытий для предприятий Томска, Томской области, и
других регионов России.
Выполнить лабораторные работы и задания к ним
Пройти тестирование в обучающем и оценивающем режиме
Все обучающиеся согласились бы работать в ООО «Сибспарк» или использовать данный метод
в своей научной работе.
Специалисты ООО «Сибспарк» удовлетворены интересом и серьезным отношением
обучающихся к данной программе повышения квалификации и надеются на дальнейшее с
ними сотрудничество.
Спасибо за внимание
Документ
Категория
Презентации
Просмотров
42
Размер файла
9 516 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа