НИ-42 лот 9 этап 2 Аннотация

Головной исполнитель: Общество с ограниченной ответственностью «АйТи Агентство ОС3» (ООО «ОС3»)

В отчете представлены результаты работ по проекту «Разработка мультимедийных учебно-методических комплектов нового поколения (УМК НП) для подготовки магистров и аспирантов в области нанотехнологий», проводимого в рамках мероприятия 2.3 «Мероприятие по формированию кадровой информационно-аналитической системы наноиндустрии» по направлению 2 «Развитие информационно-аналитической составляющей инфраструктуры наноиндустрии» федеральной целевой программы «Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008-2010 годы» в соответствии с приказом Рособразования от 3 октября 2008 г. № 1357 (номер открытого Конкурса: НИ-42, лот №9).

Актуальность проведения работ обоснована необходимостью подготовки молодых квалифицированных кадров в области развития нанотехнологий и их практического использования, в частности, при проектировании систем безопасности.

Нанотехнологии, по мнению специалистов, определят развитие в ХХI веке практически всех областей человеческой цивилизации: техники, медицины, освоения космоса и т.д. Технически развитые страны в рамках государственных программ вкладывают все большие средства в развитие нанотехнологий, еще большие средства вкладывают ведущие фирмы и концерны. Предполагается, что нанотехнологический рынок будет поделен примерно к 2010-2015 г., и жесткая борьба за него уже началась.

Принятая в 2006 г. российская нанотехнологическая программа накладывает большую ответственность на научные учреждения и промышленные предприятия. Однако для успешного осуществления российской программы  развития нанотехнологий не меньшее значение имеет системная подготовка молодых кадров – магистрантов и аспирантов -  к принципиально новым идеям и подходам этой научно-технической революции.

Такая подготовка, независимо от конкретной научной направленности общей подготовки молодого специалиста, должна учитывать принципиально межпредметный характер нанотехнологий, использующих идеи и методы физики, химии, биологии, информатики, когнитивных наук.

Подготовка молодых специалистов с новым уровнем восприятия проблем техники, медицины, военного дела, психологически адаптированных  к идеям и подходам научно-технической революции ХХI века, является общей актуальной проблемой как на Западе, так и в России.

Одним из системообразующих направлений формирования кадровой информационно-аналитической системы наноиндустрии является создание электронных образовательных ресурсов нового поколения, в том числе модульных мультимедиа систем. Достоинством таких систем является высокая интерактивность, использование мультимедийных компонентов, возможность распространения на электронных носителях и через компьютерные сети.

Целью проекта является повышение эффективности и качества подготовки кадров для наноиндустрии в Российской Федерации за счет использования современных средств обучения.

Для достижения цели проекта были поставлены следующие задачи:

• разработать функциональные компоненты – электронные учебные  модули учебно-методического комплекта нового поколения (УМК НП);

• разработать сценарии взаимодействия обучаемых с электронными учебными модулями в процессе освоения учебного курса (дисциплины);

• разработать методические материалы по организации образовательного процесса с использованием УМК НП;

• программно реализовать компоненты и создать мультимедийный УМК НП.

Объем и содержание разработанного УМК НП подготовлены с учетом государственных требований и образовательных стандартов высшего и послевузовского профессионального образования.

Разработанный интерактивный мультимедийный учебно-методический комплекс «Основы использования нанотехнологий в системах безопасности» предназначен для обучения магистров и аспирантов основам использования нанотехнологий в системах безопасности в рамках очного, заочного, дистанционного и самостоятельного изучения этой дисциплины.

Разработанный учебно-методический комплект нового поколения «Основы использования нанотехнологий в системах безопасности», ориентированный на различные способы организации образовательного процесса, в том числе на самостоятельную работу и иcпользование дистанционных технологий будет способствовать системной подготовке молодых специалистов – магистров и аспирантов – в области нанотехнологий, может быть использован студентами, аспирантами и преподавателями вузов, научно-педагогичес­кими работниками, молодыми учеными и специалистами.

УМК включает 10 глав, состоящих из 50 основных тематических элементов – электронных учебных модулей, и рассчитан на общую трудоемкость в пределах 110 часов на изучение теоретического материала и на практические занятия. Его состав и содержание по разделам отражают накопленные знания и последние достижения в области применения нанотехнологий в современных системах безопасности, а также описания перспективных направлений их усовершенствования.

Учебный курс получен в результате сборки отдельных электронных учебных модулей (ЭУМ), которые по функциональному назначению соответствует законченному элементу учебного курса: лекция, практическое (лабораторное) занятие или итоговое тестирование. Все учебные материалы УМК ранжированы по уровням подготовки (магистр и аспирант) и по уровням сложности (базовый и повышенный).

При работе с УМК НП предусмотрена возможность представления каждого ЭУМ или его методически завершенного фрагмента в виде "версии для печати", позволяющей распечатать в твердой копии текст, формулы и рисунки.

В структуру учебного курса входят следующие блоки электронных учебных модулей:

• Теория
• Практикум
• Контроль знаний
• Справочник

Блок электронных учебных модулей Теория содержит полные тексты лекций, иллюстративные материалы (в том числе, мультимедийные), список использованных и рекомендуемых информационных источников, включая ссылки на материалы в интернет.
Структура каждой лекции представлена следующим образом:

• Краткая аннотация
• План лекции
• Выводы
• Список информационных источников

Практикум предназначен для закрепления знаний, полученных при изучении теоретического материала и приобретения практических навыков моделирования, сборки и настройки приборов и устройств систем безопасности, разработанных на основе микро- и нанотехнологий.

Блок электронных учебных модулей Практикум состоит из трех частей:

• лабораторные работы
• практические задания
• вопросы для самопроверки

Трудоемкость блока электронных учебных модулей Практикум рассчитана в пределах: для магистров предусмотрено выполнение 3 лабораторных работ и 8 практических заданий – 9 часов; для аспирантов предусмотрено выполнение 5 лабораторных работ и 10 практических заданий – 12 часов.

1. Лабораторные работы
Для выполнения лабораторных работ 1-4 рекомендуется иметь специализированное оборудование. Однако, даже если такого оборудования пока нет, можно организовать практическое занятие по изучению представленного материала.
Перечень лабораторных работ:

• Лабораторная работа 1. Отладка ПО радиоканальных систем безопасности
• Лабораторная работа 2. Программирование радиоканальных систем безопасности
• А. Лабораторная работа 3. О программном обеспечении наномодулей NanoNET, NanoPAN, NanoLOC
• А. Лабораторная работа 4. Отладочные средства радиомодулей Nanotron
• Лабораторная работа 5. Применение и перспективы использования нанотехнологий в системах безопасности (представлена в двух вариантах - для магистров и для аспирантов.

2. Практические задания
Практические задания построены на основе мультимедиа объектов типа «Интерактивный рисунок». Интерактивный рисунок иллюстрирует элементный состав рассматриваемого объекта.
Интерактивный рисунок содержит три режима работы: «просмотр», «подсказки» и «тестовый». В режиме «подсказки» элементы рисунка являются активными – при наведении на них курсора мыши они «выделяются» и отображается подпись элемента. В режиме «просмотр» отображаются все подписи к элементам рассматриваемого объекта. «Тестовый» режим содержит в себе практическое задание – предлагается самостоятельно расставить подписи к элементам изучаемого объекта.

3. Вопросы для самопроверки
К разделу практикум могут быть отнесены также вопросы для самопроверки, которые предусмотрены каждому теоретическому модулю для закрепления изученного материала. В базу входит 400 вопросов.

Блок электронных учебных модулей Контроль знаний включает общую базу вопросов – 150 штук, из которых формируются 9 контрольных работ для магистров и 10 контрольных работ (тестов) для аспирантов.

В каждую контрольную работу входит: для магистров 10 вопросов; для аспирантов – 15.

Используется два типа вопросов – выбор одного или нескольких верных ответов из нескольких предложенных.

Время на выполнение контрольных работ не ограничено. При каждой следующей попытке выполнения контрольной работы, варианты ответов перемешиваются.

Деление по уровням сложности происходит за счет выставления критериев оценки – для того, чтобы была зачтена контрольная работы базового уровня сложности необходимо правильно ответить на 60% всех вопросов, для повышенного уровня – 75%.

В Справочник входят:

• Глоссарий «Основные положения, термины и определения по системам безопасности».
• Глоссарий «Основные положения, термины и определения по нанотехнологии применительно к системам безопасности».
• Список рекомендуемых информационных источников.

Созданный УМК НП реализован путем сборки электронных учебных модулей в следующих программно-технологических версиях:

• для самостоятельной работы за компьютером в автономном режиме (DVD-ROM версия);
• Web версия, соответствующая стандарту SCORM 2004, 3d edition, для работы в сети Интернет и совместимая с LMS и LCMS, поддерживающими SCORM.

Разработанный мультимедийный УМК НП базируется на современных мультимедийных и интерактивных технологиях, соответствует стандарту Sharable Content Object Reference Model 2004 3-rd Edition (SCORM – Распределенная модель объединения содержательного контента) и работает в среде любой  Learning Management System (LMS – Система управления учебным процессом) стандарта SCORM.
Разработанный комплект прошел апробацию в течение сентября-октября 2009 года в учебном процессе подготовки магистров и аспирантов.

По результатам апробации была проведена доработка учебного комплекта.
Реализация проекта способствует повышению значений целевого индикатора Программы:

• доля молодых ученых (специалистов), работающих в научных, инновационных, внедренческих и коммерческих организациях- участниках.
• удельный вес научных, инновационно-технологических, внедренческих и коммерческих организаций, имеющих доступ к различным составляющим инфраструктуры наноиндустрии.

Разработчики проекта опирались на следующий нормативный инструментарий: ISO 13407 для приведения дизайна ЭОМ в соответствие регламентам процесса проектирования для интерактивных систем, ориентированных на человека; ISO 18529, учета требований эргономики взаимодействия человека и системы; ISO/IEC 15445:2000 – ISO HTML для координации с требованиями структурного представления гипертекстовых документов и для размещения ссылок на другие документы; ГОСТ 7.83-2001 (Межгосударственный стандарт «Электронные издания. Основные виды и выходные сведения»), входящий в систему СИБИД, для приведения ЭОМ в соответствие с регламентом основных видов электронных изданий, а также для уточнения состава и места расположения выходных сведений в электронных изданиях; ГОСТ 7.82-2001 (Межгосударственный стандарт «Библиографическая запись. Библиографическое описание электронных ресурсов»), входящий в систему СИБИД, для учета общих требований и правила составления библиографического описания электронного ресурса (последовательность расположения элементов библиографического описания, наполнение и способ представления элементов, применение условных разделительных знаков); ГОСТ 7.12-93. Госстандарт России «Библиографическая запись. Сокращение слов на русском языке. Общие требования и правила» с целью приведения ЭОМ к общепринятым стандартам сокращений слов и словосочетаний на русском языке, встречающихся в библиографической записи, а также нормативные документы по научному редактированию и корректуре текстов.

Sharable Content Object Reference Model 2004 3-rd Edition (SCORM – распределенная модель объединения содержательного контента).