ПРИМЕНЕНИЕ  ЛИНГВИСТИЧЕСКОГО  ПОДХОДА  ПРИ  ИЗУЧЕНИИ  ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ  ДИСЦИПЛИН  СТУДЕНТАМИ  ТЕХНИЧЕСКОГО  ВУЗА

Латышев  Виктор  Александрович

канд.  тех.  наук,  доцент  кафедры  ЕНОТД  филиала  Тюменского  государственного  нефтегазового  университета,  РФ,  Ямало-Ненецкий  автономный  округ,  г.  Новый  Уренгой

E-mail:  viklat@yandex.ru

Ратникова  Инна  Эдуардовна

учитель  русского  языка,  школа  №  6,  РФ,  Ямало-Ненецкий  автономный  округ,  г.  Новый  Уренгой

E-mail: 

THE  USE  OF  LINGUISTIC  APPROACH  IN  STUDIES  OF  ELECTROTECHNICAL  DISCIPLINES  BY  STUDENTS  OF  TECHNOLOGICAL  INSTITUTIONS

Viktor  Latyshev

candidate  of  Technical  Sciences,  Associate  Professor  of  Natural  Science  and  Technical  Disciplines  Chair,  Branch  of  Tyumen  State  Oil  and  Gas  University,  Russia,  Yamalo-Nenets  Autonomous  Okrug,  Novy  Urengoy

Inna  Ratnikova

teacher  of  the  Russian  Language,  Scool  №  6,  Russia,  Yamalo-Nenets  Autonomous  Okrug,  Novy  Urengoy

АННОТАЦИЯ

Важнейшей  областью  образовательной  сферы  страны  является  инженерное  образование.  Эффективность  подготовки  специалистов  повышается  за  счет  использования  современного  оборудования,  методов  и  технологий.  Рассмотрены  вопросы  применения  лингвистического  подхода  при  изучении  материала  электротехнических  и  специальных  дисциплин  в  техническом  вузе. 

ABSTRACT

Engineering  education  is  the  important  field  of  educational  sphere  of  the  country.  Specialists  training  effectiveness  increases  by  the  use  of  modern  equipment,  methods  and  technologies.  Questions  about  the  use  of  linguistic  approach  in  studies  of  electrotechnical  and  special  disciplines  in  the  technological  institution  are  considered. 

Ключевые  слова:  обучение;  метод;  язык;  грамматика;  система  управления.

Keywords:  education;  method;  language;  grammar;  control  system. 

Проблемы  инженерного  образования  —  его  качество,  содержание,  структура  —  весьма  актуальны,  так  как  инженерное  образование  —  важнейшая  область  всей  образовательной  сферы  нашей  страны.  От  состава,  квалификации  инженерного  корпуса  такой  страны,  как  Россия,  самым  непосредственным  образом  зависят  её  экономическое  положение,  безопасность,  наконец,  авторитет  на  международной  арене.  Одним  из  критериев  качества  инженерного  образования  является  практическая  подготовка  выпускников  с  учетом  современных  требований  производства,  которое  определяется  уровнем  автоматизации  с  использованием  систем  автоматического  управления  на  основе  средств  вычислительной  техники.  Компьютерные  системы  управления  играют  ключевую  роль  в  промышленности,  транспорте,  сельском  хозяйстве,  системах  связи  и  в  быту.  Применение  компьютерных  систем  управления  приводит  к  повышению  производительности  труда,  сокращению  количество  обслуживающего  персонала  и  улучшению  качества  выпускаемой  продукции,  обеспечивая  высокую  точность  ведения  технологических  процессов.  Овладение  современными  методами  профессиональной  деятельности,  информационными  технологиями  обеспечивает  профессиональный  рост  специалиста  и  его  конкурентоспособность  на  рынке  труда.  При  этом  эффективность  подготовки  повышается  при  использовании  современного  оборудования,  методов  и  технологий  в  процессе  обучения.  Под  обучением  понимается  целенаправленный,  организованный  процесс  взаимодействия  преподавателя  и  обучаемого,  в  ходе  которого  происходит  усвоение  знаний,  умений  и  навыков.  В  обучении  реализуются,  на  наш  взгляд,  важнейшие  и  основные  функции  процесса  обучения:

·     образовательная;

·     развивающая;

·     воспитывающая.

Решение  задач  первой  группы  (образовательная  функция)  необходимо  для  развития  интеллектуальной,  волевой  и  эмоциональной  сфер  деятельности  человека  в  плоскости  формирования  навыков  учебной  и  познавательной  деятельности  и  в  области  развития  его  разного  рода  способностей  и  продуманно  взвешенных  потребностей.

В  центре  группы  задач  второй  функции  —  развитие  личности  в  процессе  обучения  —  необходимость  обеспечения  развития  у  обучаемых  необходимых  качеств  экономического,  технического  и  нравственного  мышления,  действенных  методов  и  приемов  самообразования,  т.  е.  умения  рационально  учиться  и  образовываться  в  течение  срока  трудовой  деятельности.

Реализация  задач  самого  высокого  социального  звучания  (воспитывающая  функция)  направлена  на  формирование  зрелого  мировоззрения  и  важнейших  личностных  качеств,  образующихся  в  процессе  нравственного  и  эстетического  воздействия,  трудового,  правового,  физического  воспитания  и  т.  д. 

Необходимо  отметить,  что  перечисленные  функции  обучения  не  имеют  между  собой  строгих  границ.  Они  взаимосвязаны  и  реализуются  в  органическом  единстве  при  помощи  педагогических  технологий.  Педагогическая  технология  —  это  строго  научное  проектирование  и  точное  воспроизведение  педагогических  действий,  гарантирующих  успех.  Более  точно,  по  нашему  мнению,  понятие  «педагогическая  технология»  определили  авторы  учебного  пособия  «Педагогика»  В.А.  Сластенин,  И.Ф.  Исаков  и  другие  [4],  которые  рассматривают  ее  как  последовательную  взаимосвязанную  систему  действий  педагога,  направленную  на  решение  педагогических  задач,  или  как  планомерное  и  последовательное  воплощение  на  практике  заранее  спроектированного  педагогического  процесса.

Основными  критериями  технологичности  учебного  процесса  можно  считать:

·     закономерность  (опора  на  определенную  научную  концепцию,  лежащую  в  основе  проектирования  данной  технологии);

·     целесообразность  (логическая  взаимосвязь  структурных  частей  педагогической  системы,  придающая  ей  заданные  качества);

·     управляемость  (диагностическое  целеполагание,  осуществление  мониторинга  учебного  процесса,  его  необходимая  коррекция);

·     эффективность  (соответствие  образовательным  стандартам,  возможность  достижения  поставленных  целей  обучения,  минимальные  временные  и  экономические  затраты);

·     воспроизводимость  (возможность  применения  другими  преподавателями). 

При  обучении  студентов  направления  220700.62  «Автоматизация  технологических  процессов  и  производств»  по  профилю  «  Автоматизация  технологических  процессов  и  производств  в  нефтяной  и  газовой  промышленности»  в  Ямальском  нефтегазовом  институте  (филиале)  ТюмГНГУ  используются  формы  учебных  занятий:  лекция;  лабораторные  и  практические  занятия;  консультация  и  самостоятельная  работа  студентов,  учебные  и  производственные  практики  и  курсовое  проектирование.

Курсовое  проектирование  как  организационная  форма  обучения  применяется  на  заключительном  этапе  изучения  электротехнических  дисциплин.  Она  позволяет  осуществить  обучение  применению  полученных  знаний  при  решении  комплексных  производственно-технических  или  других  задач,  связанных  со  сферой  действия  будущих  специалистов.  В  процессе  курсового  проектирования  студенты  решают  проектные  и  технические  задачи  -  разработку  системы  управления  и  (или)  элементов  системы  управления  механизмами,  узлами  и  агрегатами  машин;  разработку  программного  обеспечения  и  программ  управления  для  процессорных  систем  управления  и  программируемых  контроллеров  с  учетом  особенностей  маршрутного  и  операционного  технологических  процессов.  Курсовое  проектирование  завершается  публичной  защитой  курсовых  работ  и  проектов,  анализ  которых  позволяет  внести  коррективы  в  последующий  учебный  процесс.

Суть  лингвистического  подхода  в  курсовом  проектировании  по  дисциплинам:  «Электроника»,  «Технические  измерения  и  приборы»  и  «Проектирование  микропроцессорных  систем  автоматизации»  заключается  в  следующем.  Система  автоматизированного  управления,  структура,  элементы,  функционирование,  внешние  и  внутренние  связи,  взаимодействия  описываются,  в  том  числе,  и  с  использованием  лингвистических  средств  (на  соответствующем  языке).  Создаются  средства  автоматизации  языкового  описания  и  средства  реализации  языковых  моделей.  Применение  методов  теории  синтаксического  анализа,  перевода  и  компиляции  имеет  следующие  преимущества  перед  обычно  принятым  методом  алгоритмического  представления  программно-математического  обеспечения  [1]:

·     языковые  преобразования  на  уровне  трансляции  в  достаточной  мере  формализованы  и  содержат  в  себе  мощные  средства  отбора  недопустимых  ситуаций  на  уровне  лексики,  синтаксиса  и  семантики,

·     словарь  входного  языка  является  средством  отображения  функциональных  возможностей  системы  управления,  поэтому  может  быть  положен  в  основу  задания  на  проектирование,  определяя  вид  контура  управления,  количества  аналоговых  и  дискретных  датчиков  информационных  сигналов,

·     формальные  грамматики  являются  языками  более  высокого  уровня  по  отношению  к  обычным  языкам  программирования,  поэтому  составление  грамматик  во  много  раз  проще  и  быстрее  в  отладке,  чем  написание  и  отладка  программ  на  этих  языках.

Для  задания  грамматик  требуется  задать  алфавиты  терминалов  и  нетерминалов,  набор  правил  вывода,  а  также  выделить  в  множестве  нетерминальных  символов  начальный.  Итак,  грамматика  определяется  следующими  характеристиками:

·     Σ  —  набор  (алфавит)  терминальных  символов,

·     N  —  набор  (алфавит)  терминальных  символов,

·     P  —  набор  правил  вида:  «левая  часть  »  →  «правая  часть»,  где:

*  «левая  часть  »  —  непустая  последовательность  терминалов  и 

нетерминалов,  содержащая  хотя  бы  один  нетерминал,

*  «правая  часть»  —  любая  последовательность  терминалов  и 

нетерминалов, 

*  →  символ  порождения.

·     S  —  стартовый  (начальный)  символ  грамматики.

По  иерархии  Хомского  [1]  грамматики  делятся  на  четыре  класса,  каждый  последующий  является  более  ограниченным  подмножеством  предыдущего:

·     тип  0,  неограниченные  грамматики  —  возможны  любые  правила,

·     тип  1,  контекстно-зависимые  грамматики  —  левая  часть  может  содержать  только  один  нетерминал,  окруженный  контекстом;  сам  нетерминал  заменяется  непустой  последовательностью  символов  в  правой  части, 

·     тип  2,  контекстно-свободные  грамматики  —  левая  часть  состоит  из  одного  нетерминала,

·     тип  3,  регулярные  грамматики  —  более  простые,  эквивалентные  конечным  автоматам.

  В  процессорных  системах  управления  наиболее  плодотворно  применение  автоматных  грамматик.  Рассмотрим  грамматику  языка,  определяющего  подмножество  битовых  операций  в  инструкциях  управления  работой  программируемого  контроллера  ПЛК  256.  Контроллер  предназначен  для  управления  исполнительными  органами  объекта  по  определенным  алгоритмам  путем  обработки  данных  о  состоянии  технических  параметров,  полученных  посредством  измерительных  приборов  в  реальном  масштабе  времени  [2;  3].

Терминальный  алфавит:

Σ  ={0,  1,  2,  3,  4,  5,  6,  7,  *,  /,  =,  =/,  R,  S}

Нетерминальный  алфавит:

{инструкция,  оператор,  операнд,  число,  цифра}

Правила:

1.   Инструкция  →  операнд  оператор

2.   Операнд  →  *  |  /  |  =  |  =/  |  R  |  S

3.   Оператор  →  число 

4.   Число  →  цифра

5.   Число  →  цифра  число

6.   Цифра  →  0  |  1  |  2  |  3  |  4  |  5  |  6  |  7  |

Начальный  нетерминал:

Инструкция

Рассмотрим  пример  вывода  инструкции  битовой  обработки  «Проверка  состояния  нормально  открытого  контакта  датчика,  подключенного  к  вводу  10001  программируемого  контроллера».  Существование  вывода  для  некоторого  слова  является  критерием  его  принадлежности  к  языку,  определяемому  данной  грамматикой.  Конечная  строка,  в  этом  случае,  полностью  состоит  из  терминалов.

1.   Инструкция  →  операнд  оператор  (Правило  1)

2.   Операнд  →  *  (Правило  2)

3.   Оператор  →  число  (Правило  3)

4.   Число  →  цифра  число  (Правило  5)

5.   Число  →  1  число  (Правило  6)

6.   Число  →  0  число  (Правило  6)

7.   Число  →  0  число  (Правило  6)

8.   Число  →  0  число  (Правило  6)

9.   Цифра  →  1  (Правило  6)

Результат  вывода  грамматики  это  инструкция  *  10001.

На  последующих  этапах  проектирования  процессорной  системы  управления  разрабатываются  трансляторы  автоматных  грамматик.

Моделирование  и  тестирование  программ  управления  контроллером  на  реальном  оборудовании  в  лабораторных  и  производственных  условиях  показало  работоспособность  предложенного  лингвистического  подхода.  Использование  формальных  методов  проектирования  программно-математического  обеспечения,  по  нашему  мнению,  обеспечивает  высокую  степень  надежность  проектируемых  систем  управления.

Список  литературы:

1. Ахо  А.,  Ульман  Д.  Теория  синтаксического  анализа  и  перевода  (пер.  с  англ.)  /  Под  ред.  Курочкина.  М.:  Мир,  1978.  —  612  с.
2. Латышев  В.А.  Расширение  функциональных  возможностей  токарных  станков  с  ЧПУ  использованием  принципов  оперативного  управления.  Автореф.  дис.  канд.  техн.  наук.  М,  1981.  —  21  с.
3. Петров  И.С.  Программируемые  контроллеры.  М.:  Солон  Пресс,  2012.  —  256  с.
4. Сластенин  В.А.,  Исаев  И.Ф.,  Шиянов  Е.Н.  Педагогика.  М.:  2002.  —  324  с.