Educational process improvement of oil and gas complex specialists training

Full Text

Проблема подготовки высококвалифицированных специалистов - одна из приоритетных для высшего образования. В настоящее время одной из за- дач современной высшей школы является задача подготовки компетентного, гибкого, конкурентоспособного специалиста. Качество образования - это ка- чество знаний, умений и навыков в области подготовки будущего специали- ста. По мнению авторов, вуз будет успешно развиваться только в том случае, если он будет готовить конкурентоспособных специалистов. Для формирования у студентов профессиональных интересов, мотивации к обучению и получению профессиональных навыков в учебном процессе необ- ходимо использовать такие формы обучения, которые соответствуют современ- ным потребностям и реальным ценностным ориентациям будущих специали- стов. Данный вопрос достаточно глубоко рассматривается в работах [8-10]. Как показывает опыт работы, качество обучения студентов зависит от ин- теллектуального уровня подготовки абитуриента. Но в процессе обучения мы сталкиваемся с тем, что студенты, поступившие с меньшими баллами, успешнее учатся и осваивают профессиональные дисциплины. Следователь- но, хорошая успеваемость студентов зависит не только от уровня интеллекту- альных способностей, она формируется в процессе обучения и заключается в положительном отношении к выбранной специальности. Этот вывод под- тверждается в работе [1]. Стремление студента получать знания формируется под действием профессиональных интересов, что и является конечной целью повышения качества образования. На кафедре «Трубопроводный транспорт» был проведен социологический опрос среди студентов-дипломников на тему использования в учебном про- цессе интерактивных макетов с целью повышения эффективности обучения. По данным опроса, 60 % студентов считают, что занятия становятся интерес- нее с использованием интерактивных форм; 30 % респондентов ответили, что для формирования профессиональных умений и навыков больше необходимо увеличить количество лабораторных занятий по специальным дисциплинам; 10 % студентов все устраивает. С учетом вышесказанного были пересмотрены сложившиеся стандарты в подготовке специалистов, эксплуатирующих объекты трубопроводного транспорта нефти, газа и продуктов их переработки. Внедрение передовых технологий и систем автоматизации на объектах нефтегазового комплекса требует высокой квалификации и ответственности специалистов. В настоящее время для изучения сложных технических систем и их элементов широко применяются имитационные модели, позволяющие учитывать влияние различных факторов и воспроизводить типовые ситуации, формировать у студентов представления о системе и ее свойствах через мо- дель, обучающие принимать обоснованные проектные решения. Одним из подходов к проведению практических и лабораторных занятий со студен- тами является создание профессиональной виртуальной среды [3-7]. В данной работе рассматривается применение в учебном процессе для подготовки специалистов интерактивного макета объектов газотранспортной системы с целью сформировать у студентов мотивацию к успешному освое- нию профессиональных дисциплин [2]. Современный уровень компьютерного программированиям дает возмож- ность разрабатывать и применять имитационные модели для изучения сложного технологического оборудования и технологических процессов газотранспортной системы и ее отдельных объектов, учитывать влияние различных эксплуатаци- онных факторов, воспроизводить типовые ситуации и таким образом формиро- вать у студентов представления о системе, ее свойствах через модель и обучать их принимать обоснованные эксплуатационные решения. На кафедре «Трубопроводный транспорт» установлен комплекс техниче- ских средств объектов магистрального газопровода (рис. 1). Он имеет уни- версальный характер и состоит из интерактивного макета, автоматизированного рабочего места преподавателя и автоматизированных рабочих мест уче- ников, объединенных в локальную вычислительную сеть, и дополнительно оборудован интерактивной доской. Рис. 1. Общий вид макета Интерактивный макет магистрального газопровода состоит из трех бло- ков, каждый из которых является уменьшенной копией реального объекта га- зотранспортной системы (рис. 2). а б Рис. 2. Вид на макете: а - компрессорного цеха компрессорной станции Тольятти; б - компрессорного цеха компрессорной станции Сызрани На макете реализовано световое выделение технологических процессов и оборудования. Управление процессами реализуется с помощью двух интерак- тивных панелей и автоматизированного рабочего места (АРМ) преподавателя. На АРМ преподавателя предусмотрена возможность сохранять и откры- вать ранее сохраненные состояния всей системы. Программное обеспечение АРМ преподавателя обеспечивает задание команд на исполнение задач реа- лизуемых макетом. Работа макета производится с использованием специаль- ного программного обеспечения и позволяет производить управление рабо- той технологического оборудования. Программный комплекс интерактивного макета осуществляет полную имитацию автоматизированной системы управления технологическими про- цессами транспорта газа в режиме реального времени. Используя программное обеспечение, обучающийся может получать ин- формацию о текущих значениях параметров в виде мнемосхем, таблиц, кри- вых, гистограмм; о состоянии исполнительных механизмов (ИМ); о текущих режимах работы технологического оборудования, об изменениях режимов, о неисправностях аппаратуры системы (диагностические сообщения), о ходе процесса регулирования (технологические сообщения), а также список ак- тивных в данный момент аварийных, ограничительных и предупредительных сообщений (сигнализационные сообщения). Т. е. обучающиеся отрабатывают навыки управления режимами работы газотранспортной системы, технологическими процессами, осуществляет контроль за техническим состоянием технологического оборудования. При проведении групповых занятий АРМом управляет преподаватель либо уча- щийся по заданию преподавателя. В интерактивном макете также реализована функция самостоятельного изучения материала учащимися с помощью АРМ учеников. При изменении состояния оборудования программное обеспечение макета моделирует все гидравлические и электрические параметры для отображения в системе авто- матики, выдает рассчитанные значения на экраны АРМов в числовой или графической форме (в виде трендов) и на цифровые индикаторы датчиков физически реализованного стенда. Для выработки навыка принимать своевременно обоснованные решения по нормализации нештатных ситуаций программное обеспечение макета предусматривает генерирование аварийных задач. Для составления цепочки аварий преподавателем создается ряд аварийных ситуаций и с АРМа препо- давателя запускается через указанный интервал времени генератор аварий, что способствует формированию у обучающегося навыка управления техно- логическими процессами в нештатных ситуациях. Выводы. Комплекс технических средств обеспечивает в полном объеме учебный процесс наглядным пособием, способствует формированию знаний обучающегося о составе оборудования и сооружений магистрального газо- провода и демонстрации отдельных этапов эксплуатации конкретного участ- ка МГ, представлению динамики технологического процесса во всей полноте: внешний вид, взаиморасположение и текущее состояние оборудования МГ. Интерактивный макет, используется на практических и лабораторных заняти- ях на курсах повышения квалификации и помогает наглядно изучать отобра- жения объектов автоматизации при работе технологического оборудования в различных режимах, приобретать навыки контроля технологических пара- метров, управления технологическим оборудованием. У обучающихся фор- мируется понимание физики процессов, протекающих в газотранспортной системе при различных технологических операциях. Практика использования интерактивного макета не очень большая (3 семестра), но уже за столь корот- кий отрезок времени она показала, что виртуальные тренажеры могут на но- вом качественном уровне сформировать профессиональные навыки и умения обучающихся, способствуют развитию творческих способностей, профессио- нальной интуиции, способностей принимать обоснованные решения, умению работать в команде. Применение в образовательном процессе интерактивных технологий в виде автоматизированных макетов соответствует современным техниче- ским интересам обучающихся и способствует формированию у них учебной мотивации (интереса) и, как следствие, повышению качества образовательно- го процесса.

About the authors

Irina V. Vereshchagina

Samara State Technical University

Email: kr_oeg@mail.ru
Senior Lecturer of Pipeline Transport Department. 244, Molodogvardeyskaya St., Samara, 443100

Svetlana A. Gulina

Samara State Technical University

Email: 059828@mail.ru
Cand. Tech. Sci., Associate Professor of Pipeline Transport Department 244, Molodogvardeyskaya St., Samara, 443100

References

Supplementary files