6
Poboljšanja u primjeni računalom vođenog demonstracijskog stola u nastavi T.Horvat, Lj.Cvitaš Tehničko veleučilište u Zagrebu, Zagreb, Hrvatska [email protected]; [email protected] Sažetak - U radu je opisano poboljšano rješenje za odvijanje nastave auditornih vježbi uz pomoć računalom vođenog demonstracijskog stola. Demonstracijski stol je primijenjen prvi puta u akademskoj godini 2011/12 na kolegiju „Materijali u elektrotehnici“, a u akademskoj godini 2012/13 provedena su poboljšanja opisana u ovom radu. Poboljšanja u opremi stola uključuju bolje mjerne instrumente i novu programsku podršku što omogućava kvalitetnije izvođenje pokusa i demonstracija uživo koje istovremeno prati velik broj studenata. Kako bi praćenje ovog oblika nastave bilo temeljitije, uvedene su i skripte u koje studenti zapisuju rezultate pokusa i svoje zaključke. U obje akademske godine provedene su ankete među studentima koje pokazuju opravdanost uložene investicije i uspješnost metode. I. UVOD U obrazovanju općenito, a posebno na stručnim studijima, bitno je teoretske postavke potkrijepiti praktičnim primjerima. U idealnim uvjetima praktični dio nastave izvodio bi se u laboratorijima sa specijaliziranom opremom i s malim brojem studenata. Kolegij „Materijali u elektrotehnici“ izvodi se u prvom semestru stručnog studija elektrotehnike Tehničkog veleučilišta u Zagrebu te je zajednički za sve studente elektrotehničkog odjela [1]. Studenti dolaze iz različitih srednjih škola što donosi različita predznanja tj. opće poznavanje elektrotehničke struke. Također imaju i različite interese u pogledu daljnjeg obrazovanja i izbora između tri smjera (Energetska elektrotehnika, Automatizacija i procesno računarstvo ili Komunikacijska i računalna tehnika) na drugoj godini studija. Takav profil studenata zahtijeva prikaz širokog spektra različitih materijala, kako temeljnih materijala i njihovih općenitih primjena tako i specifičnih materijala koji se koriste u pojedinim segmentima elektrotehničke struke. Satnica kolegija „Materijali u elektrotehnici“ ne predviđa laboratorijske, već samo auditorne vježbe uz predavanja. Veliki broj studenata koji pohađa kolegij ujedno znači i velike grupe (25 - 35 studenata) iz čega proizlaze razna ograničenja zbog kojih izvođenje nastave ovog kolegija u laboratoriju nije moguće. Najveće ograničenje je ono prostorno, u laboratorijima nije predviđeno izvođenje nastave za veliki broj studenata. Moguće rješenje bilo bi smanjiti grupe, no onda bi postojeći laboratoriji bili preopterećeni uzevši u obzir potrebe drugih kolegija. Dodatno ograničenje je količina opreme potrebne za pokuse. Bez obzira na ograničenja, cilj je studentima učiniti vježbe ovog kolegija zanimljivima, animirati ih, pobuditi im interes za materijale kao jednim od sastavnih dijelova elektrotehničke struke i pokazati im praktična svojstva materijala. Moguće rješenje bilo bi „donijeti studentima laboratorij u učionicu“, gdje pokuse vrše nastavnici ili asistenti uz studente kao publiku tj. promatrače. Uzimajući u obzir sve potrebe i želje te ograničenja kao rješenje se nameće računalom vođeni demonstracijski stol, koji preuzima na sebe funkciju koju inače ima laboratorijski prostor. Demonstracijski stol je primijenjen prvi puta u akademskoj godini 2011/12 na kolegiju „Materijali u elektrotehnici“ te je opisan u radu „Primjena računalom vođenog demonstracijskog stola u nastavi“ (MIPRO, 2012, CE) [2]. II. IZVEDBA A. Informacijski okviri Računalom vođeni demonstracijski stol treba većem broju studenata omogućiti praćenje auditornih vježbi sa praktičnim pokusima. Pod time se podrazumijeva kako svi studenti moraju moći dobro vidjeti postav i izvođenje pokusa, kao i rezultate mjerenja s instrumenata te ovisno o pokusu i čuti zvučne pojave. Kako bi to bilo moguće predviđeni su sljedeći informacijski okviri: Video slika površine stola sa ispitnim modelom i instrumentima te pomoćnim sredstvima uz model Video slika detalja na modelu (makro slika) Podaci sa dva digitalna multimetra, po izboru napon, struja, otpor, kapacitet ili temperatura Podaci sa dvokalnalnog digitalnog osciloskopa u obliku snimljene pojave koja se osvježava u sekundnom ritmu Podaci sa upravljivog izvora napajanja 0-30V, 3A ili video slika upravljačke ploče Prezentacijski podaci, tehnički podaci u pdf, jpeg ili drugom slikovnom formatu Rezultati mjerenja te grafovi prikazani u Labviewu

Poboljsanja u primjeni racunalom vodenog demonstracijskog ... · D. Skripta za vježbe Kako bi pra ćenje ovog oblika nastave bilo temeljitije, uvedena je i skripta za auditorne vježbe

  • Upload
    others

  • View
    4

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Poboljsanja u primjeni racunalom vodenog demonstracijskog ... · D. Skripta za vježbe Kako bi pra ćenje ovog oblika nastave bilo temeljitije, uvedena je i skripta za auditorne vježbe

Poboljšanja u primjeni računalom vođenog demonstracijskog stola u nastavi

T.Horvat, Lj.Cvitaš Tehničko veleučilište u Zagrebu, Zagreb, Hrvatska

[email protected]; [email protected]

Sažetak - U radu je opisano poboljšano rješenje za odvijanje nastave auditornih vježbi uz pomoć računalom vođenog demonstracijskog stola. Demonstracijski stol je primijenjen prvi puta u akademskoj godini 2011/12 na kolegiju „Materijali u elektrotehnici“, a u akademskoj godin i 2012/13 provedena su poboljšanja opisana u ovom radu. Poboljšanja u opremi stola uključuju bolje mjerne instrumente i novu programsku podršku što omogućava kvalitetnije izvođenje pokusa i demonstracija uživo koje istovremeno prati velik broj studenata. Kako bi praćenje ovog oblika nastave bilo temeljitije, uvedene su i skripte u koje studenti zapisuju rezultate pokusa i svoje zaklju čke. U obje akademske godine provedene su ankete među studentima koje pokazuju opravdanost uložene investicije i uspješnost metode.

I. UVOD

U obrazovanju općenito, a posebno na stručnim studijima, bitno je teoretske postavke potkrijepiti praktičnim primjerima. U idealnim uvjetima praktični dio nastave izvodio bi se u laboratorijima sa specijaliziranom opremom i s malim brojem studenata.

Kolegij „Materijali u elektrotehnici“ izvodi se u prvom semestru stručnog studija elektrotehnike Tehničkog veleučilišta u Zagrebu te je zajednički za sve studente elektrotehničkog odjela [1]. Studenti dolaze iz različitih srednjih škola što donosi različita predznanja tj. opće poznavanje elektrotehničke struke. Također imaju i različite interese u pogledu daljnjeg obrazovanja i izbora između tri smjera (Energetska elektrotehnika, Automatizacija i procesno računarstvo ili Komunikacijska i računalna tehnika) na drugoj godini studija. Takav profil studenata zahtijeva prikaz širokog spektra različitih materijala, kako temeljnih materijala i njihovih općenitih primjena tako i specifičnih materijala koji se koriste u pojedinim segmentima elektrotehničke struke.

Satnica kolegija „Materijali u elektrotehnici“ ne predviđa laboratorijske, već samo auditorne vježbe uz predavanja. Veliki broj studenata koji pohađa kolegij ujedno znači i velike grupe (25 - 35 studenata) iz čega proizlaze razna ograničenja zbog kojih izvođenje nastave ovog kolegija u laboratoriju nije moguće. Najveće ograničenje je ono prostorno, u laboratorijima nije predviđeno izvođenje nastave za veliki broj studenata. Moguće rješenje bilo bi smanjiti grupe, no onda bi postojeći laboratoriji bili preopterećeni uzevši u obzir potrebe drugih kolegija. Dodatno ograničenje je količina

opreme potrebne za pokuse. Bez obzira na ograničenja, cilj je studentima učiniti vježbe ovog kolegija zanimljivima, animirati ih, pobuditi im interes za materijale kao jednim od sastavnih dijelova elektrotehničke struke i pokazati im praktična svojstva materijala. Moguće rješenje bilo bi „donijeti studentima laboratorij u učionicu“, gdje pokuse vrše nastavnici ili asistenti uz studente kao publiku tj. promatrače.

Uzimajući u obzir sve potrebe i želje te ograničenja kao rješenje se nameće računalom vođeni demonstracijski stol, koji preuzima na sebe funkciju koju inače ima laboratorijski prostor. Demonstracijski stol je primijenjen prvi puta u akademskoj godini 2011/12 na kolegiju „Materijali u elektrotehnici“ te je opisan u radu „Primjena računalom vođenog demonstracijskog stola u nastavi“ (MIPRO, 2012, CE) [2].

II. IZVEDBA

A. Informacijski okviri

Računalom vođeni demonstracijski stol treba većem broju studenata omogućiti praćenje auditornih vježbi sa praktičnim pokusima. Pod time se podrazumijeva kako svi studenti moraju moći dobro vidjeti postav i izvođenje pokusa, kao i rezultate mjerenja s instrumenata te ovisno o pokusu i čuti zvučne pojave. Kako bi to bilo moguće predviđeni su sljedeći informacijski okviri:

• Video slika površine stola sa ispitnim modelom i instrumentima te pomoćnim sredstvima uz model

• Video slika detalja na modelu (makro slika)

• Podaci sa dva digitalna multimetra, po izboru napon, struja, otpor, kapacitet ili temperatura

• Podaci sa dvokalnalnog digitalnog osciloskopa u obliku snimljene pojave koja se osvježava u sekundnom ritmu

• Podaci sa upravljivog izvora napajanja 0-30V, 3A ili video slika upravljačke ploče

• Prezentacijski podaci, tehnički podaci u pdf, jpeg ili drugom slikovnom formatu

• Rezultati mjerenja te grafovi prikazani u Labviewu

Page 2: Poboljsanja u primjeni racunalom vodenog demonstracijskog ... · D. Skripta za vježbe Kako bi pra ćenje ovog oblika nastave bilo temeljitije, uvedena je i skripta za auditorne vježbe

Slika 1 Prikaz informacijskih okvira

Dobra vidljivost osigurana je kamerom i projektorom priključenim na prijenosno računalo.

B. Struktura opreme i video podsustav

Struktura opreme korištene za ostvarivanje ranije navedenih informacijskih okvira u ak. godini 2011/12 temeljila se na istraživanju najpovoljnijeg izbora nužne opreme koje je izvršeno krajem 2011. godine [3]. Pri izboru prednost su imali postojeća instrumentacija u laboratorijima Zavoda za automatizaciju i procesna računala, neka od opreme koja je u tim laboratorijima stajala na raspolaganju te besplatna programska podrška.

Instrumentacija je morala zadovoljiti barem dva uvjeta:

• Serijska komunikacija preko USB priključka

• Jednostavna progamska podrška te mogućnost otvaranja više instanci istog pogonskog programa u slučaju potrebe korištenja više istih instrumenata

U ak. godini 2011/12 korištena je sljedeća oprema:

• Prijenosno računalo manjih dimenzija kao vodeće računalo

• 7-kanalni USB razdjelnik tipa D-LINK DUB-H7 na koji se zvjezdasto priključuju ostali uređaji [4]

• Multimetri tipa PeakTech 3388 opremljeni originalno serijskom vezom RS232, ali se uz njih isporučuje i konvertor na USB serijski standard [5, str. 42-43]. Glavni nedostatak tih multimetara je nemogućnost daljinskog programiranja izbora načina mjerenja te izbora mjernog područja.

• Ugrađena programska podrška podržava jednosmjernu komunikaciju prema računalu, tj. multimetar PeakTech emitira blokove izmjerenih podataka u sekundnom ritmu.

• Dvokanalni digitalni osciloskop tipa Rigol DS1052E koji ima propusnost od 50MHz te frekvenciju uzorkovanja od 1000GS/s [6]. Opremljen je USB priključkom preko kojeg je

moguće programiranje parametara osciloskopa kao i prijenos snimljene pojave na računalo.

Krajem akademske godine 2011/12 pribavljena su dva digitalna multimetra tipa Agilent 34405A [7], koja su već u prošlom radu spomenuta kao bolje tehničko rješenje od multimetara tipa PeakTech 3388. Pribavljen je i programski paket Labview (prvenstveno za potrebe Zavoda za komunikacijsku i računalnu tehniku, a dostupan svim odjelima Tehničkog veleučilišta u Zagrebu), koji je puno prikladnija programska podrška za ovaj tip vježbi [8]. Navedena oprema i programska podrška korištene su u auditornim vježbama „Materijala u elektrotehnici“ u akademskoj godini 2012/13.

Digitalni multimetri tipa Agilent 34405A omogućuju spajanje na računalo putem USB priključka, imaju mogućnost daljinskog programiranja izbora načina mjerenja i izbora mjernog područja. Navedeni multimetar ima i mogućnost povezivanja s programskim paketom Labview te je tako omogućeno prikazivanje podataka u živo s instrumenata. Moguće je istovremeno povezivanje više instrumenata s jednom aplikacijom u programskom paketu Labview, što eliminira potrebu za otvaranjem više instanci istog pogonskog programa u slučaju korištenja više istih instrumenata. Ta potreba je bila izražena kod korištenja multimetara tipa PeakTech i njihove ugrađene programske podrške, tj. za svaki priključeni instrument bilo je potrebno pokretati novu instancu programa kako bi se prikazivali podaci sa svih instrumenata. Grafički prikaz podataka je, kod korištenja dva PeakTech instrumenta, bio dugotrajan i nespretan za izvedbu na vježbama jer je za usporedbu prikupljenih podataka bilo potrebno podatke iz programske podrške spremiti u dvije Excel tablice, potom pravilno kopirati oba seta podatka u jednu Excel tablicu, ukloniti nepotrebne spremljene podatke i tek tada izraditi graf. Programski paket Labview podržava direktno iscrtavanje grafa, kao i druge načine grafičkog prikaza podataka (slika 2), bez korištenja dodatnih alata.

Slika 2 Grafički prikaz podataka prikupljenih sa dva instrumenta u

Labviewu

Page 3: Poboljsanja u primjeni racunalom vodenog demonstracijskog ... · D. Skripta za vježbe Kako bi pra ćenje ovog oblika nastave bilo temeljitije, uvedena je i skripta za auditorne vježbe

Prijenos video informacija o pokusu koji se izvodi pred studentima realiziran je putem video podsustava. Živa slika se snima i prenosi koristeći web kameru male mase i prikladnih dimenzija, čime je omogućeno dinamičko prenošenje kamere na različita mjesta pokusnog modela te snimanje detalja zbivanja tijela ispitnog procesa. Kamera je spojena preko USB priključka na razdjelnik odnosno na vodeće računalo. Pomoćni pogonski program instaliran na računalu daje mogućnost pokretanja nekoliko instanci video okvira na monitoru računala u slučaju snimanja s više kamera [9].

Izabran je tip web kamere Logitech HD Pro C910 zbog izvanrednih tehničkih performansi, a umjerene cijene [10]. Ta je kamera opremljena Carl Zeiss® optikom, snima u rezoluciji do 1920 x 1080 piksela te ima pogonski upravljački program kojim se može fokusirati određeni detalj, ručno ili automatski izoštriti slika. Ima ugrađena dva mikrofona za stereo snimanje tako da se može prenositi i zvučni kanal koji je od interesa u nekim pokusima. Zvuk se emitira ili preko ugrađenih zvučnika računala, preko vanjskih zvučnika ili kod bolje opremljenih predavaonica, preko zvučnog sustava koji postoji uz video projektor.

C. Konstrukcija

Za mehaničku izvedbu demonstracijskog stola pronađeno je najpovoljnije moguće rješenje; pretraživanjem ponude komercijalnih pisaćih odnosno stolova za računalo po hrvatskim trgovinama namještaja uočen je model stola koji originalnom konstrukcijom prednjači kao kandidat za alternativnu namjenu [11].

Konstrukcija stola ima sljedeće performanse:

• čelični noseći dijelovi kostura stola osiguravaju čvrstoću i nosivost drvenih horizontalnih ploha

• postolje stola opremljeno je kotačima na stražnjem dijelu što omogućava mobilnost, a u stacionarnom položaju stol ne kliže

• najveća površina (radna ploha) za pokusni model i manje instrumente je dimenzija 60x115 cm što je dovoljno veliko za organizaciju jednog pokusa, a opet dovoljno malo da stol bude mobilan

• gornje postolje nalazi se iznad modela pa ima dvostruku funkciju, na gornjoj plohi (30x60) ima dovoljno mjesta za npr. digitalni osciloskop i multimetar, a ispod plohe je pravi izbor za lokaciju i učvršćenje web kamere koja snima zbivanja na pokusnom modelu

• bočna polica može se iskoristiti za smještaj prijenosnog računala ili alternativno za manji monitor (do 14“) ako se umjesto prijenosnika koristi standardno stolno računalo. Umjesto za smještaj računala ova polica može se iskoristiti i za smještaj većeg multimetra ili generatora funkcija

• donje police (ispod radne površine i dolje bočno) predviđene su za smještaj teže opreme; programibilni izvor napajanja, stolno računalo i slično

Slika 3. Konstrukcija stola i predviđene pozicije za opremu

• lokalno osvjetljenje može se izvesti ugradnjom LED rasvjete na donju površinu gornjeg postolja

D. Skripta za vježbe

Kako bi praćenje ovog oblika nastave bilo temeljitije, uvedena je i skripta za auditorne vježbe [12].

U okviru auditornih vježbi na kolegiju Materijali u elektrotehnici predviđeno je 8 demonstracijskih auditornih vježbi. Skripta obuhvaća sve vježbe te je za svaku od vježbi podijeljena na dva dijela: pripreme za vježbu i rad na vježbi. Po završetku semestra studenti moraju predati barem 5 potpuno ispunjenih vježbi kao uvjet za potpis tj. kao uvjet za izlazak na ispit. Predaja 6 ili više vježbi nagrađuje se dodatnim bodovima.

U dijelu skripte koji se odnosi na pripreme za vježbu studenti odgovaraju na postavljena teoretska pitanja iz područja koje je ranije obrađeno na predavanjima. Izabrana su pitanja koja su relevantna za razumijevanje pokusa koji se izvode na vježbama.

U dijelu skripte koji se odnosi na rad na vježbi, studenti, ovisno o vježbi, skiciraju postave mjerenja i sheme spoja kao i pojedine elemente, tablično prikazuju parametre kao i rezultate mjerenja i izračuna te upisuju svoja opažanja i zaključke.

Pripremu za vježbu studenti su dužni napraviti prije samih auditornih vježbi, a rad na vježbi ispunjavaju za vrijeme vježbi. Skripta za auditorne vježbe dostupna je studentima za preuzimanje na mrežnim stranicama kolegija Materijali u elektrotehnici.

III. IZVOĐENJE POKUSA

A. Priprema demonstracijskog stola

Prije početka auditornih vježbi potrebno je pripremiti demonstracijski stol za provedbu vježbi, kao što je prikazano na slici 4.

Page 4: Poboljsanja u primjeni racunalom vodenog demonstracijskog ... · D. Skripta za vježbe Kako bi pra ćenje ovog oblika nastave bilo temeljitije, uvedena je i skripta za auditorne vježbe

Slika 4. Model i postav mjerenja

Demonstracijski stol se za vrijeme pripreme auditornih vježbi oprema jednim ili više modela za izvođenje pokusa, odgovarajućim instrumentarijem za provedbu mjerenja te napajanjem. Model i manji instrumenti se smještaju na radnu plohu, a ako postoji potreba za vanjskim napajanjem ono se zbog težine smješta na neku od donjih ploha. Digitalni osciloskop se smješta na gornju plohu, a veći instrumenti uobičajeno se postavljaju na bočnu plohu. Prijenosno računalo se obično smješta na nastavnički stol u učionici, ali može ga se postaviti i na demonstracijski stol ako je potrebno.

Prije svake vježbe bilo je potrebno izraditi aplikaciju u programskom paketu Labview koja služi za brojevni kao i grafički prikaz mjerenih veličina.

Na zaslonu računala trebaju biti prikazani informacijski okviri tako da su svi jasno vidljivi studentima za vrijeme izvođenja pokusa, kao što je prikazano na slici 5. Pojedinačni informacijski okvir može se za vrijeme vježbi privremeno povećati kako bi mu se posvetila veća pažnja.

B. Provedba pokusa: Izrada i ispitivanja na pločastim kondenzatorima

Na predavanjima su dane teoretske postavke o dielektričnim materijalima i pločastim kondenzatorima. Predstavljena je formula za kapacitet pločastog kondenzatora koja glasi

C = ε0 ∗ εr * A / d, (1)

gdje je ε0 dielektrična permitivnost vakuuma, εr dielektrična konstanta materijala, A površina ploča i d razmak između ploča.

Slika 5 Informacijski okviri na zaslonu računala

Teorijske postavke biti će provjerene na vježbi gdje će se izraditi model pločastog kondenzatora koristeći jednostrane FR4 pločice i nekoliko različitih dielektričnih materijala.

Osnovni model se sastoji od dvije jednostrane FR4 pločice koje se inače koriste za izradu vodova. S jedne strane pločice je dielektrik FR4 (vitroplast), a s druge strane pločice tanki sloj bakra. Jedna od pločica, na bakrenoj strani, ima na rubovima zalijepljene odstojnike visine 2,5mm koji se koriste kako ne bi došlo do dodira dviju bakrenih pločica i drže udaljenost ploča fiksnom.

Kao dielektrici, tj. materijali koji će se umetnuti između ploča, koriste se zrak (uz pomoć odstojnika, εr=1), papir (εr=3,5), FR4 (εr=4,2) te voda (εr=80, pri 20°C). Korištenjem različitih dielektrika pokazuje se promjena kapaciteta ovisno o dielektričnoj konstanti. Pločice se mogu pomicati kako bi se pokazala promjena kapaciteta ovisno o površini ploča. Promjena kapaciteta ovisno o razmaku između ploča pokazuje se umetanjem prvo jednog pa više papira između ploča ili okretanjem pločica tako da su između bakrenih djelova prvo jedan sloj, a potom dva sloja FR4.

Tablica 1 preuzeta je iz skripte za vježbe te u istu studenti za vrijeme vježbi upisuju dielektrične konstante različitih dielektričnih materijala, površine ploča, razmake između ploča, rezultate izračuna te rezultate mjerenja kapaciteta. Tablica se po potrebi može proširiti dodatnim dielektricima.

TABLICA I. PARAMETARI I REZULTATI MJERENJA NA PLOČASTIM KONDENZATORIMA

Dielektrik Dielektrična konstanta Površina ploča [mm2] Razmak između ploča [mm] Izmjereni kapacitet [nF] Izračunati kapacitet [nF]

Zrak 1 60000 2,5 0,232 0,212

Papir 3,5 40000 0,15 6,98 8,26

Vitroplast 4,2 60000 1,5 1,418 1,487

Vitroplast 4,2 60000 3 0,709 0,743

Page 5: Poboljsanja u primjeni racunalom vodenog demonstracijskog ... · D. Skripta za vježbe Kako bi pra ćenje ovog oblika nastave bilo temeljitije, uvedena je i skripta za auditorne vježbe

IV. ANKETA

Pri kraju odvijanja nastave kolegija „Materijali u elektrotehnici“ provedena je dobrovoljna i anonimna anketa među studentima. Od 236 studenata koji su upisani na kolegij, njih 139 je ispunilo listić sa anketnim pitanjima. Anketa je sadržavala 9 pitanja vezanih uz tematiku provođenja auditornih vježbi po ovom modelu, a uz svako pitanje bilo je ponuđeno 5 mogućih odgovora. Deseto pitanje bilo je traženje prijedloga za poboljšanje auditornih vježbi.

Detaljni rezultati ankete prikazani su u tablici 2. Prema analizi odgovora većina studenata odabrala je odgovore:

• Smatraju auditorne vježbe pretežno do vrlo korisnima

• Kako treba i više praktičnih pokusa na vježbama

• Sviđa im se kada demonstrator na vježbama više izvodi pokus u živo

• Auditorne vježbe bez pokusa bile bi dosadne

• Prikazivanje pokusa u živo kamerama i instrumentima prilika je da svi dobro vide detalje, upoznaju praktična svojsta te potvrde teoretska znanja

• Vježbe su im zanimljive u grupama do 30 studenata

• Pokusi u živo zanimljivi su zbog zanimljivih ishoda, tehničkog sadržaja pokusa kao i podataka u živo s instrumenata

• Zadovoljni su razinom komunikacije između demonstratora i studenata na vježbama

• Smatraju pitanja za pripremu vježbe u skripti korisnima te putem njih uče i za kolokvije i ispite

Najistaknutiji i najčešći prijedlozi za poboljšanje auditornih vježbi su:

• Više pokusa

• Mogućnost sudjelovanja studenata u pokusima

• Samostalno izvođenje pokusa

TABLICA II. REZULTATI ANKETE PROVEDENE MEĐU STUDENTIMA

Pitanje 1 2 3 4 5

Auditorne vježbe proširuju opseg znanja dobivenih na

predavanjima.

ne djelomično nisam siguran/sigurna mislim da su

pretežno korisne vrlo su korisne

1,44% 15,83% 9,35% 42,45% 30,94%

Bilo bi dobro da se na vježbama ima i više praktičnih

pokusa

sada ih ima previše treba ih malo

smanjiti sada ih ima dovoljno slažem se treba ih puno više

2,86% 0,00% 40,71% 48,57% 7,86%

Sviđa mi se kada nastavnik na vježbama

više priča više crta po ploči više izvodi pokus u

živo više razgovara s

studentima više pokazuje

detalje kamerom

10,16% 4,28% 49,20% 18,18% 18,18%

Auditorne vježbe bez pokusa u živo bile bi

dosadne ne bi ništa naučili iste kao predavanja bolje sadržajnije znanjem

41,32% 20,36% 35,33% 1,80% 1,20%

Prikazivanje pokusa uživo kamerama i instrumentima

zbunjuje me ne pruža ništa što

već ne znam

prilika je dobiti potvrdu teoretskih

znanja

prilika je upoznati praktična svojstva

prilika je da svi dobro vide detalje

0,00% 1,14% 25,14% 30,86% 42,86%

Auditorne vježbe s pokusima zanimljive su u

velikim grupama studenata (>50)

grupama do 50 osoba

srednjim grupama (do 30 osoba)

grupama do 15 osoba

malim grupama (do 10 osoba)

4,90% 9,79% 63,64% 16,78% 4,90%

Pokusi u živo interesantni su radi

video prikaza detalja

podataka u živo sa instrumenata

tehničkog sadržaja pokusa

zanimljivih ishoda pokusa

primjenjene tehnike prikaza

18,22% 20,34% 22,46% 25,85% 13,14%

Treba više komunikacije između demonstratora i

studenata

komunikacija nije potrebna

i sada je previše sasvim je u redu da, treba malo više da, treba više

8,45% 1,41% 71,83% 14,08% 4,23%

Smatram kako pitanja za pripremu vježbe u skripti

ima previše ima premalo su beskorisna su korisna putem njih učim i za kolokvij / ispit

13,29% 0,58% 4,62% 43,35% 38,15%

Page 6: Poboljsanja u primjeni racunalom vodenog demonstracijskog ... · D. Skripta za vježbe Kako bi pra ćenje ovog oblika nastave bilo temeljitije, uvedena je i skripta za auditorne vježbe

V. ZAKLJUČAK

U ovom članku prikazan je alternativni način izvođenja auditornih vježbi kolegija „Materijali u elektrotehnici“ na Tehničkom veleučilištu u Zagrebu. Klasične teorijske auditorne vježbe zamijenjene su demonstracijskim vježbama u kojima se studentima „donosi laboratorij u učionicu“. Koristeći računalom vođeni demonstracijski stol studentima se na zanimljivi način prikazuju praktična svojstva materijala.

Računalom vođeni demonstracijski stol pokazao se kao jednostavno, ali efektno rješenje za odvijanje auditornih vježbi. Demonstracijski stol omogućava izvođenje praktičnih pokusa, uz dobru vidljivost detalja, pred većim brojem studenata. Na taj način radi se prezentacija mogućih primjena materijala, proširenje opsega te potvrda teoretskih znanja stečenih na predavanjima. Rezultati mjerenja prikazuju se u živo sa instrumenata što doprinosi laboratorijskom dojmu.

Ostvarena su neka od poboljšanja predloženih u prijašnjem radu, pribavljeni su novi instrumenti i prikladnija programska podrška čime se povećava kvaliteta vježbi. Programski paket Labview znatno olakšava prikaz podataka s instrumenata i čini ga jasnijim koristeći grafičko sučelje. Dodatno, moguće su brze i jednostavne izmjene u funkcionalnosti Labview aplikacije u slučaju proširenja opsega pojedine vježbe. Uvedena je i skripta za auditorne vježbe kako bi studenti kvalitetnije i temeljitije pratili nastavu. Naravno, postoji prostor i za daljnja poboljšanja. Primjerice postavljanje dodatnih kamera zbog još boljeg prikaza detalja te aktivnije uključivanje studenata u obavljanje pokusa.

Važan pokazatelj kvalitete ovakvog izvođenja nastave su pozitivne povratne informacije od studenata dobivene kroz izravnu komunikaciju, ali i kroz anketu.

Ovakav način izvođenja auditornih vježbi mogao bi se primjenjivati i na drugim kolegijima stručnog studija elektrotehnike na Tehničkom veleučilištu u Zagrebu, uz odgovarajuće izmjene ovisno o potrebama pojedinog kolegija. Naravno, ovaj model primjenjiv je i za izvođenje nastave u srednjim školama.

LITERATURA [1] Lj. Cvitaš, “Zbirka predavanja iz kolegija Materijali u

elektrotehnici“, Tehničko veleučilište u Zagrebu, repozitorij, 2012

[2] Lj. Cvitaš, T.Horvat, „Primjena računalom vođenog demonstracijskog stola u nastavi“, MIPRO 2012, prihvaćen za tisak

[3] H. Peharec,“Demonstracijski stol“, Završni rad br. 1104, Tehničko veleučilište u Zagrebu, 2011.

[4] D-LINK, DUB-H7, www.dlink.com/products/?pid=149

[5] PeakTech 3380 Digital Multimeter, Operation manual, CD priložen uz uređaj

[6] RIGOL, www.rigolna.com/products/digital-scilloscopes/ds1000e/

[7] Agilent, http://www.home.agilent.com/agilent

[8] Labview http://sine.ni.com/np/app/main/p/docid/nav-104/lang/hr/

[9] N. Danjou, “AMCap, video capture and priview software”, www.noeld.com

[10] Logitech, “HD Pro C910”, www.logitech.com/en-us/webcam

[11] KiKa Zagreb,” Stol za računalo Pamplona JN-9080", www.kika.com/hr

[12] Lj.Cvitaš, T.Horvat, “Materijali u elektrotehnici, Skripta za auditorne vježbe”, Tehničko veleučilište u Zagrebu, repozitorij, 2013