ÚČINNOST VYSOKOŠKOLSKÉHO VZDĚLÁVÁNÍ V TECHNICKÝCH OBORECH Odbor termomechaniky a techniky prostředí Energetický ústav ÚČINNOST VYSOKOŠKOLSKÉHO VZDĚLÁVÁNÍ V TECHNICKÝCH OBORECH Doc. Ing. Milan Pavelek, CSc. 1 Fakulta strojního inženýrství VUT v Brně

Osnova příspěvku  Úvod  Účinnost vzdělávání  Využití počítačů ve výuce  Laboratorní výuka  Propojení výuky s výzkumem  Kvalitní a trvalé znalosti  Návaznost výuky na praxi  Závěr 2

Úvod Vyspělé země připravují na vysokých školách pro technickou praxi bakaláře, inženýry a doktorandy. Bakaláři rozumí technickým zařízením a jsou pro praxi ekonomicky výhodní. Inženýři mají širší znalosti, aby mohli zabezpečit rozvoj techniky. Doktorandi mají být nositeli pokroku ve výzkumu i v praxi. Vysoké školy slouží nejen k získávaní znalostí, ale také k osvojování si různých schopností studentů. 3

Účinnost vzdělávání Účinnost systémů nebo procesů je obecně definována jako podíl hodnot vystupujících ze systému A k hodnotám vstupujícím do systému B. Účinnost  Účinnost výukového procesu je podíl souhrnu vědomostí získaných ve škole A k souhrnu vědomostí požadovaných pedagogy B. Praktická účinnost vzdělávání je podíl souhrnu vědomostí získaných ve škole A k souhrnu vědomostí požadovaných praxí B. 4

Využití počítačů ve výuce Výchova počítačově znalých odborníků je nezbytná. 1985 Cíl 1/3 cvičení na počítačích (programování v teoretických předmětech je málo efektivní). 1989 Vývoj programu TEST pro Termomechaniku a Přenos tepla - vstupní testy u zkoušek. Příklad otázky z programu TEST 5

Výukové programy 1989 Vývoj programu Pára pro předmět Termomechanika. 1994 Vývoj programu Vzduch pro předmět Termomechanika a oborové studium. Interaktivní grafické programy pro určování stavů a výpočty dějů jsou k dispozici na serveru odboru. 6

Internet ve výuce Obsah serveru odboru http://dt.fme.vutbr.cz Pracoviště - vybavení laboratoří, personál. Výzkum - řešené granty, spolupráce s pracovišti, publikace. Výuka - učební pomůcky, Sbírka příkladů z termomechaniky, výukové programy. Hypertextová skripta Vizualizační a optické měřicí metody (300 s.) 7

Počítače v oboru Technika prostředí Využívání počítačů ve výuce je pro náš obor typické.  CFD pro větrání, vytápění a klimatizaci.  CAD s moduly pro vytápění a vzduchotechniku.  Počítačové měřicí systémy a počítačové vyhodnocování.  Programy firem Klima, Korado, C.I.C. a dalších.  Využití dataprojektorů. T-pole v místnosti Studenti jsou počítačově gramotnější, ale neznají oborový software. Mají k dispozici 2 PC učebny. 8

Vzduchotechnická trať Měření radiační teploty Laboratorní výuka V laboratořích lze získat znalosti i dovednosti. Nutnost pracovat samostatně. Nutnost provádět rozbory nejistot měření. Počítače v laboratoři jsou sice nutné, ale měřené objekty a principy měření nesmí zůstat v pozadí. Vzduchotechnická trať Měření radiační teploty 9

Prezentace náročných měření Časově, experimentálně a finančně náročná měření předvádíme studentům na přednáškách a cvičeních formou obrazů a videozáznamů. Machův - Zehnderův interferometr se zorným polem o průměru 200 mm L 2J 10

Propojení výuky s výzkumem Stále je třeba udržovat kontakty s výzkumnými pracovišti, ale nejlépe je provádět vlastní výzkum. Řešíme projekty COST, GAČR, VZ a další. Zapojujeme doktorandy i diplomanty. Výsledky výzkumů využíváme ve výuce. Vyvinutý software T-pole v místnosti 11

Využití grantových prostředků Laboratoř větrání byla postavena v rámci řešení VZ a projektu COST. Je vybavena počítačovým měřením, PIV systémem s generátorem mlhy a héliových bublinek. 12

Kvalitní a trvalé znalosti Rozvoj techniky přináší stále více poznatků, ale základní zákony musíme znát vždy, za jakýchkoliv okolností. Ve výuce je proto třeba: Zákony Sjednotit náročnost, upozorňovat na podstatné problémy a návaznosti, odstranit duplicity. Zadávat individuální práce a diplomové práce řešit již od 4. ročníku. Zabezpečit zcela individuální výuku doktorandů. Na počítačích nepracovat „metodou omylů“, dbát na pečlivost prací, potlačovat přebírání textů, uvědomovat si dosah důsledků práce s počítači. 13

Používání názorných pomůcek Trvalé znalosti s pochopením podstaty jevů lze zabezpečit také metodou názorné výuky. Pro tyto účely máme k dispozici řadu našich obrazů a videozáznamů z vizualizačních experimentů. Běžné odsávání škodlivin Zesílené odsávání škodlivin 14

Návaznost výuky na praxi Vysoká praktická účinnost vzdělávání vyžaduje stálý kontakt s praxí. Na pracovišti zajišťujeme: Exkurze studentů ve firmách KORADO, ZVVZ, REMAK, Eko-dům, Plabutsch Tunnel Graz apod. Přednášky odborníků z výrobních firem. Řešení diplomových prací v praxi. Aplikaci výsledků výzkumů a řešení praktických problémů v praxi. 15

Snížení tepelné zátěže ve sklárnách Tepelná zátěž pracovníků byla snížena lokálním přívodem vzduchu, aniž došlo k ovlivnění výroby. Přirozené proudění 16 Dolní vzduchová sprcha Horní vzduchová sprcha

Závěr Účinnost vzdělávání na VŠ je vysoká, ale je třeba stále upravovat formy a obsah dle nejnovějších poznatků.  Na školách musíme využívat počítače, zkvalitnit laboratorní výuku, používat názorné pomůcky, zapojovat studenty do řešení projektů a vychovávat je k větší samostatnosti.  V praxi je třeba efektivněji využívat bakaláře a více spolupracovat při formování studia. Rovněž by bylo vhodné brát zřetel na studijní výsledky nastupujících absolventů. 17

Použité zdroje  COST G3.20 Výzkum teplotních polí v průmyslových budovách při různých podmínkách větrání a vytápění (1999 až 2003)  COST G3.50 Výzkum zesíleného odsávacího systému (2000 až 2003)  Výzkumný záměr MŠMT Výpočtové a fyzikální modelování problémů inženýrské termofluidní mechaniky, mechaniky těles a fázových přeměn (1999 až 2004)  Fond rozvoje vysokých škol Hypertextová skripta Optické měřicí metody (2001) 18

KONTAKT http://dt.fme.vutbr.cz/~pavelek/ 19 pavelek@eu.fme.vutbr.cz Strojní inženýři pro XXI.století 19 pavelek@eu.fme.vutbr.cz

Vizualizace mlhou 20

Interferometrická vizualizace 21