В настоящее время цифровая обработка информации (ЦОИ) интенсивно внедряется практически во все сферы человеческой деятельности – от космических и ядерных исследований до бытовых приборов и детских игрушек. Столь обширному распространению ЦОИ обязана высочайшему качеству обработки информации (по точности, помехоустойчивости, функциональной гибкости и другим показателям).

Естественно, подготовка специалистов радиотехнических (2007, 2008, 2015) и близких к ним (1906, 0715) специальностей потребовала включения в учебные планы дисциплин по ЦОИ. На кафедре РТ и РС вопросы цифровой обработки сигналов развивались естественным путем в связи с выполнением научно-исследовательских работ, включающих в себя цифровые методы и средства.

Так еще в 60-е – 70-е годы кафедра выполняла работы по автоматизации физико-химических исследований и оптимизации производства стекольной продукции, где разрабатывались специализированные цифровые измерительно-вычислительные комплексы, позволяющие повысить оперативность, точность и надежность исследований.

В течение многих лет (80-е – 90-е годы) кафедра проводила исследования в области моделирования и повышения помехоустойчивости перспективных радиосистем навигации и посадки самолетов с использованием в бортовой аппаратуре перспективных цифровых методов и средств, реализованных на микроэлектронной элементной базе.

В настоящее время научно-исследовательские работы в области медицины и экологии, в том числе и по Федеральной целевой программе «Интеграция», проводимые на кафедре, так же ориентированы на цифровую обработку информации, на базе программно-аппаратных (микропроцессорных) средств и персональных компьютеров.

Специфика дисциплины «Цифровая обработка сигналов» в силу сложности и насыщенности математическим аппаратом потребовала для обеспечения качественного обучения использования современных информационных технологий. Для реализации этой задачи был создан учебно-методический комплекс автоматизированного обучения и контроля «Дискретная и цифровая обработка информации» на базе электронного (компьютерного) учебника [1]. Применение такого комплекса позволяет обеспечить интенсивное и качественное обучение прогрессивным фронтально-циклическим методом [2]; повысить эффективность аудиторной и самостоятельной итог работы путем дифференциации и индивидуализации обучения; оперативно обновлять учебную информацию заменой устаревшей на фай­лах персональной ЭВМ на новую, соответствующую современным достижениям науки и техники; освободить в максимальной степени преподавателя и студента от рутинной работы; преодолеть проблему тиражирования учебных материалов (в 2001г. переиз­дан с использованием файлов программного модуля практикум «Дискретная и циф­ровая обработка информации»); организовать дистанционное обучение студентов заочной формы обучения (так в 1999-2001 г.г. студенты-заочники выполняли контрольные лабораторные ра­боты и сдавали зачеты без участия преподавателя в диалоговом режиме с ЭВМ).

Основной частью учебно-методического комплекса [3] является программный модуль автоматизированного обучения и контроля, решающий следующие задачи: формирование электронного списка обучаемых с персональным кодирова­нием, исключающем дублирование ответов; проведение в диалоговом режиме с персональной ЭВМ (ПЭВМ) тестирование обучаемых по основам дисциплины «Дискретная и цифровая об­работка сигналов»; автоматическое оценивание знаний обучаемых по пятибалльной оценке и накопление индивидуального рейтинга.

Методически программный модуль автоматизированного обучения и контроля используется следующим образом. В начале семестра преподаватель формирует электронный список учебной группы для последующего рейтингового контроля. Для этого каждый студент получает персональный шифр, допускающий его в соот­ветствующую директорию программного модуля. Итог самотестирования по теме занятия в диалоговом режиме с ПВЭМ будет авто­матически оцениваться по пятибалльной системе, причем оценка появляется на эк­ране монитора и заносится в электронный список. Преподаватель автономно может ознакомиться с содержимым электронного списка в любое время и при необходимо­сти познакомить с ним студента, а затем принять решение о дополнительных заня­тиях, консультациях и т.п.

Процесс автоматизированного обучения и контроля проводится следующим образом. Изучаемый материал разбит на дозы информации, снабженные вопросами и набором ответов, один из которых верен. Ответ обучаемого (правильный или не­правильный) определяет возможность перехода к следующей дозе информации, ли­бо необходимость принудительного возвращения к началу программы, где указаны необходимые разделы электронного учебника, требующие дополнительной проработки. Таким образом достигаются две цели: нахождение правильного решения по изучаемому вопросу и закрепление пройденного материала за счёт многократного повторного прохождения программы. У сту­дентов повышается интерес к занятиям (большие возможности проявления личной инициативы) и достигается возможность автоматизированного приема экзаменов и зачетов. Студенты успешно прошедшие автоматизированные обучение и контроль как правило показывают на финише 100 % абсолютную и высокую качественную успе­ваемость, а неуспевающие легко отсеиваются.

Учебно-исследовательский программный комплекс дополнен изданиями [4,5], рекомендованными Министерством образования в качестве учебных пособий для вузов.

В процессе развития научных исследований и учебного процесса по направлению «Цифровая обработка информации по федеральной целевой программе «Интеграция» была создана научная молодежная школа, в задачи которой входит:

- привлечение талантливой молодежи к фундаментальным исследованиям в области теории и практики ЦОИ (в областях медицины и экологии, техники миллиметровых волн, волоконно-оптических систем);

- организация учебно-исследовательского процесса на многоуровневой основе; лицей – вуз – аспирантура – докторантура;

- организация системы семинаров, научно-технических конференций, курсов для обмена опытом в различных отраслях использования ЦОИ.

- разработка, создание и обновление компьютерной обучающей среды (локальной сети ЭВМ, программного комплекса ЦОИ для дистанционного автоматизированного обучения и контроля).

Литература:

1. Бернюков А.К. Учебно-методический комплекс «Дискретная и цифровая обработка информации». – Материалы 4 Международной научно-технической конференции «Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии ФРЭМЭ 2000», Владимир, ВлГУ, 2000.-с.9-19.

2. Бернюков А.К., Лапин А.Н. Практикум фронтально-циклическим методом. – М.: Вестник высшей школы, №5, 1982.

3. Бернюков А.К. Компьютеризация учебного процесса как средство новой информационной технологии. – Сборник научных трудов Верхневолжского отделения Академии инженерных наук Российской Федерации, Владимир, 2001.-с.3-6.

4. Бернюков А.К. Дискретная и цифровая обработка информации. Введение в теорию и некоторые приложения. – Владимир, ВлГУ, 1999.-111с.

5. Бернюков А.К. Дискретная и цифровая обработка информации. Практикум. – Владимир, ВлГУ, 2001.-84с.