Робототехники предложили лабораторный комплекс. Для петербургских школ

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет (СПбГПУ) включает 20 факультетов и 130 кафедр, научные учебные центры, физико-технический и естественнонаучный лицеи, а также факультеты дополнительного образования и повышения квалификации. Кроме того, в вузе создан ряд лабораторий крупных зарубежных фирм, таких как Motorola, LG, Hewlett-Packard, Sony, Microsoft, Cisco Systems и др. Отметим, что на всех факультетах организованы кафедры, посвященные информационным технологиям, а несколько факультетов готовят специалистов именно в ИТ-сфере. Таковыми являются факультет технической кибернетики, физико-математический, который занимается математическим моделированием для ИТ-технологий, радиофизический факультеты и Институт государственного управления и информатизации.

Центральный научно-исследовательский институт робототехники и технической кибернетики (ЦНИИ РТК) создан в 1968 году на базе Ленинградского политехнического института для проведения научных исследований и создания наукоемкой продукции в интересах оборонных отраслей промышленности. В 1994 году институт получил статус Государственного Научного Центра. Сегодня основными направлениями деятельности ЦНИИ РТК являются системы управления объектами, робототехника, фотонная техника, специальное приборостроение, лазерные технологии, интеллектуальные технологии управления в реальном времени с использованием телекоммуникационных систем, информационные технологии управления жизненным циклом изделий и др.

Представленный недавно комплекс «ОСЦИГЕН-лаб» предназначен для проведения лабораторных работ по ряду прикладных дисциплин, таких как электроника, электротехника и акустика. Комплекс был разработан командой из пяти программистов ЦНИИ РТК под руководством заведующего кафедрой телематики СПбГПУ профессора Владимира Заборовского и ассистента кафедры Михаила Гука, на разработку комплекса потребовалось около двух лет.

История внедрения прибора «ОСЦИГЕН-лаб» в практику образовательных учреждений началась год назад на заседании Научно-технического совета Калининского района, где в контексте национального проекта «Образование» сотрудниками ЦНИИ РТК был продемонстрирован прибор под названием «ОСЦИГЕН-лаб» (сокращение от слов «осциллограф» и «генератор»). По результатам заседания между администрацией района и СПбГПУ был подписан договор, по условиям которого ЦНИИ РТК обязалось в течение года произвести 7 лабораторных стендов, разработать к ним соответствующее ПО и выпустить методические пособия.

После принятого решения в апреле началась работа по адаптации измерительного прибора к программе школьного образования. Как было отмечено на официальной презентации, достаточно много времени ушло на постановку лабораторных задач. В качестве консультантов и соавторов методического пособия были привлечены учителя школ Калининского района. Совместными усилиями был разработан Лабораторный практикум: 10 лабораторных по электронике, электротехнике и акустике. Далее в рамках эксперимента для освоения прибора в ЦНИИ РТК были приглашены учащиеся школы №89. За один летний месяц школьники приобрели навыки работы с «ОСЦИГЕН-лаб» и с началом учебного года принялись за выполнение самих лабораторных. Зимой 2006 года, следуя условиям договора, издательством Политехнического университета были выпущены методические пособия. Далее по плану должна последовать поставка приборов в 5 школ Калининского района (две школы - №88 и №150 - уже оснащены стендами «ОСЦИГЕН-лаб»).

По словам завкафедрой телематики СПбГПУ профессора Владимира Заборовского, перед разработчиками комплекса стояла задача совместить возможности технических приборов с полезной методикой наглядного обучения через измерения. Прибор «ОСЦИГЕН-лаб» нацелен на среднее звено образования, он полностью соответствует ГОСТу и адаптирован под школьные условия. Помимо этого, по словам его создателей, разработка обладает дружественным интерфейсом, оснащена как печатными, так и встроенными методическими пособиями. Для упрощения взаимодействия прибор обеспечен системой дистанционного обучения «учитель-ученик». Гипотетически возможна работа нескольких человек с одним стендом, а также использование «ОСЦИГЕН-лаб» на удалённом расстоянии.

Приоритетно комплекс нацелен на среднее звено образования (в частности, 10-11 классы средней школы). Однако лабораторный практикум может использоваться и студентами младших курсов в ходе изучения специальности «Информатика и вычислительная техника». Данные, полученные в ходе исследования, могут быть представлены в форме протоколов, в виде изображений и таблиц. Сохраненные результаты подлежат обработке графическими редакторами (Paint, CorelDraw, Photoshop), а также могут быть экспортированы в различные приложения Microsoft Office (Excel, MathCad и т.д.).

В состав комплекса входят стенд «ОСЦИГЕН-лаб» и персональный компьютер с операционной системой Windows XP/200x и расширением дисплея не менее 1024x768 точек. Стенд состоит из панели макетирования исследуемых схем и комбинации лабораторных приборов. Для управления процессом, а также для обработки результатов используется программа OGLab, которая позиционируется как ПО с интуитивно понятным интерфейсом и ориентирована на пользователей начального уровня. Для профессиональной исследовательской работы с прибором дополнительно была написана программа OGView, она обеспечивает более сложные функции управления и измерений.

В качестве преимуществ лабораторного стенда его создатели отмечают мощные измерительные возможности прибора и тот факт, что он обеспечивает интеграцию знаний между информатикой и прикладными науками. В дальнейшем планируется усовершенствование прибора, в частности, разработка сменных панелей макетирования, предназначенных для изучения разных областей науки, расширение измерений в сторону других величин. Также в перспективе разработчики прибора намерены перейти от единичного его производства к промышленному. На данный момент стоимость одного стенда составляет порядка 40 тыс. рублей. Предположительно при переходе на промышленное производство эта цифра будет снижена в 1,5 раза, то есть составит приблизительно 27 тыс.