TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN Evropským sociálním fondem
A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČES
KÉ REPUBLIKY

Projekt operačního programu EU  ROZVOJ   LIDSKÝCH   ZDROJŮ opatření 3.1 Zkvalitňování vzdělávání ve školách a školských zařízeních a rozvoj podpůrných systémů ve vzdělávání

CZ.04.1.03/3.1.15.1/0005

 

PODPORA ODBORNÉ PŘÍPRAVY STŘEDOŠKOLSKÉ MLÁDEŽE PRO PODMÍNKY AUTOMATICKÉ
I AUTOMATIZOVANÉ VÝROBY (MECHATRONIKA)

Informace o projektu


    Už v první polovině 90. let jsme ve středních školách pociťovali nedostatek aktuálních učebnic z oboru automatizace. Díky iniciativě Českomoravské společnosti pro automatizaci (ČMSA) se podařilo tento deficit odstranit. V roce 2000 vydalo nakladatelství Computer Press Brno čtyřdílnou učebnici Automatizace a automatizační technika. Asi na sedmistech stránkách textu přináší učebnice encyklopedický přehled teorie, nových prvků a technologií v současné době v automatizační technice používaných.

 

    Vývoj techniky samozřejmě neustrnul. Intenzivní průnik informačních technologií do mechanických, resp. elektromechanických soustav dal podnět ke vzniku nového oboru, pro který se ustálil název MECHATRONIKA. Je celkem zřejmé, že nový obor má mnoho společného a automatizací. Mechatronika se dá dokonce chápat jako další vývojová etapa automatizace. V souvislosti s průnikem těchto myšlenek a technologií do našeho prostředí začaly vznikat nové studijní specializace nejen na vysokých školách, ale i na školách středních, zaměřené na nový obor. Kvalita výuky,  zvláště u technických oborů, však  výrazně závisí na používaných didaktických pomůckách a učebnicích.

 

    I v tomto případě sehrála pozitivní roli ČMSA. Z iniciativy  předsednictva vzešel záměr připravit pro potřebu středních  odborných škol učebnici pro výuku předmětu Mechatronika. Základním problémem bylo stanovení optimální struktury učebnice a náplně jednotlivých kapitol. K dohodě o obsahu přispěl i seminář, který jsme   zorganizovali  v SOŠ a SOU Lanškroun. Následně vytvořenému týmu spoluautorů se podařilo už na začátku roku 2006 vydat opět v brněnském nakladatelství Computer Press učebnici pro střední školy s názvem MECHATRONIKA.

 

    Výuka na středních odborných školách však nemůže být závislá pouze na teoretických poznatcích. Zcela zásadní roli při odborném vzdělávání hraje praktická demonstrace, zkušenosti s využitím vhodných učebních pomůcek i dovednosti získané aplikací základních technologií. Bez výjimky to platí i o oboru mechatronika, který je stále ještě na počátku svého rozvoje jak na vysokých školách, tak na školách středních.

 

    Z těchto důvodů jsme připravili na přelomu roku 2004/2005 projekt s názvem „Podpora odborné přípravy středoškolské mládeže pro podmínky automatické i automatizované výroby (mechatronika)“ pro 1. výzvu MŠMT grantového schématu operačního programu EU Rozvoj lidských zdrojů, opatření 3.1 Zkvalitňování vzdělávání ve školách a školských zařízeních a rozvoj podpůrných systémů ve vzdělávání. Dalším důvodem byla tradiční orientace SOŠ a SOU Lanškroun na výuku elektrotechnických oborů zaměřených na automatizaci a automatizační techniku. Orientace vychází z potřeb průmyslových organizací v Lanškrouně a okolí, z nichž některé jsou uživatelé mechatronických systémů a jiné je přímo vyrábí. V prázdninových měsících jsme se dověděli o přijetí našeho projektu a 18. 10. 2005 bylo na MŠMT podepsáno rozhodnutí čj. 15 517/05-27-5 o poskytnutí dotace. Našemu projektu bylo přiděleno registrační číslo CZ.04.1.03/3.1.15.1/0005. Práce na projektu probíhaly v období od 18. 10. 2005 do 30. 9. 2007.

    Příjemcem  grantu (žadatelem) byla Střední odborná škola a Střední odborné učiliště Lanškroun (zřizovatel Pardubický kraj) a partnery projektu:

 

  1. VOŠ, COP, SŠ Sezimovo Ústí
  2. SOŠE a S a SOU Pardubice
  3. Technická univerzita Liberec, fakulta mechatroniky a mezioborových inženýrských studií
  4. VUT Brno, fakulta strojního inženýrství
  5. AVX Czech Republic s.r.o. Lanškroun
  6. SOMA s.r.o. Lanškroun
  7. TECO a.s. Kolín
  8. Českomoravská společnost pro automatizaci Praha

 

Průběh projektu řídil interní řídicí tým SOŠ a SOU Lanškroun ve složení:

Doc. Ing. Ladislav Maixner, CSc.    hlavní manažer projektu

Bc. Milan Lédl         organizační manažer

Bc. Jindřich Král     odborný manažer

Eliška Matějková     ekonom projektu

Dagmar Jandová     asistentka hlavního manažera

 

Interní řídicí tým se scházel k poradám jednou za dva týdny. Z každé porady byl zpracován podrobný zápis. Jednou za dva až tři měsíce se konalo zasedání hlavního organizačního týmu tvořeného členy interního týmu, kontaktními osobami všech partnerů projektu a řediteli SŠ spolupracujících na projektu. Naznačené schéma řízení projektu se osvědčilo a lze ho doporučit i pro další projekty.

 

 

 

 

 

Hlavní cíle projektu jsou nejlépe definovány přehledem klíčových aktivit:

  1. Stanovení kurikula oboru mechatronika
  2. Specifikace vzorového pracoviště pro praktickou výuku
  3. Specifikace programového vybavení vzorového pracoviště
  4. Nákup technického vybavení vzorového pracoviště
  5. Nákup programového vybavení
  6. Seminář k učebnici Mechatronika
  7. Ověřování výuky dle učebnice Mechatronika
  8. Zpracování sbírky úloh pro vzorové pracoviště
  9. Zpracování úloh pro projektování mechatronických systémů (včetně simulace)
  10. Vydání sbírek úloh pro všeobecnou potřebu
  11. Seminář k aplikaci sbírek úloh
  12. Průběžná oponentura všech výsledků průběžně dosahovaných
  13. Zpracování závěrečné zprávy
  14. Závěrečný seminář ke zhodnocení projektu

 

 

    Prvním úkolem projektu bylo stanovení rozsahu znalostí a dovedností, kterými by absolvent středoškolského maturitního oboru se zaměřením na mechatroniku měl disponovat. Nešlo nám samozřejmě o kompletní profil absolventa, tak jak ho známe z oficiální pedagogické dokumentace odborných oborů, ale o specifické znalosti a dovednosti typické a nezbytné pro zaměření mechatronik.

 

    Už v prvním pololetí 2006 bylo  vydáno souhrnné kurikulum s názvem „Minimální teoretické a manuální dovednosti studenta oboru Mechatronika“ zpracované skupinou pedagogů především SŠ, COP Sezimovo Ústí pod vedením Ing. F. Kamlacha. Oponentské posudky vypracovali: Ing. M. Vychyta , Ing. L. Kroužílek  a Ing. J. Novák. Rozsáhlý materiál (107 stran) obsahuje:

 

- profil absolventa

- charakteristiku obsahových složek (mechatronika měření a diagnostika, elektronika, číslicová technika, navrhování a simulace a praxe a odborný výcvik)

- metodické postupy

- podrobné rozpracování 40 výukových modulů charakteristických pro obor

 

    V průběhu dvou školních roků 2005/2006 a 2006/2007 byla na partnerských školách ověřována výuka podle učebnice Mechatronika. V prvním období na pracovních textech, po vydání knihy  na začátku roku 2006 byly pro partnerské škol učebnice zakoupeny. Ověřovatelé: Bc. J. Král, Ing. P. Kubelka, Ing. J. Fuka a Ing. T. Vančura zpracovali po každém školním roce hodnocení. Hodnocení využitelnosti učebnice pro výuku oboru bylo vesměs pozitivní.

 

    Na začátku prací na projektu byly ustaveny dva pracovní týmy pro specifikaci učebních pomůcek, které bylo plánováno nakoupit z prostředků projektu pro spolupracující střední školy. Nákupem pomůcek jsme předpokládali vytvořit vzorová pracoviště pro praktickou výuku mechatroniků a zároveň vytvořit podmínky pro přípravu sbírek úloh.


    Pracovní tým pro specifikaci vzorového pracoviště pro praktické vyučování oboru vedl Bc. J. Král a spolupracoval s členy týmu: Bc. M. Lédl, Ing. J. Fuka, Ing. T. Vančura, Ing. J. Huráň, Mgr. A. Hrdlička a Ing. Milan Kolář, CSc. Někteří členové týmu se zúčastnili návštěvy veletrhu Didacta 2006 v Hannoveru, aby získali přehled o nabídce učebních pomůcek pro potřeby projektu. Na základě studijních požadavků, osobních zkušeností s výukou a přehledu získaného rozborem nabídek dodavatelských firem se rozhodli doporučit pro pracoviště SŠ v Lanškrouně a v Sezimově Ústí vybavení od firmy FESTO ve složení:

-       manipulační stanice

-       pracovní stanice

-       distribuční stanice

-       řídicí panely pro každou stanici

 

Pro střední školu v Pardubicích vybavení od firmy STROZA z Rožnova pod Radhoštěm. Speciálně:

-       pásové dopravníky (4 ks)

-       zdviž (2 ks)

-       přesuvna (2 ks)

-       ovládací panel

-       optická a indukční čidla

 

Na základě řádného výběrového řízení byly uvedené pomůcky pro školy zakoupeny.

 

    Pracovní tým pro specifikaci programových prostředků pro projektování a simulaci mechatronických systémů pracoval ve složení Doc. Ing. J. Janeček,  CSc. – vedoucí týmu, Doc. Ing. Z. Plíva, CSc., Doc. Ing. L. Maixner, CSc., Ing. J. Schöpp, a Ing. P. Vaňous. Byly zvažovány všechny na trhu postupné programové produkty pro účely výuky. Po zevrubném  rozboru doporučil tým pořídit pro potřeby projektu programový systém Matlab včetně Simulinku, který v ČR distribuuje výhradně firma Humusoft Praha. Po řádném výběrovém řízení bylo pro školy v Lanškrouně a Sezimově Ústí zakoupeno po 15 licencích a pro školu v Pardubicích 10 licencí Matlabu a Simulinku.

 

    Výběr didaktických pomůcek i programového vybavení byl podroben oponentuře. Na návrh výběru vzorového pracoviště zpracovali posudky Ing. P. Černohous, Doc. Ing. V. Singule, CSc., specifikaci programového vybavení posuzovali Ing. L. Šmejkal, CSc.  a Ing. A. Kubelka.

 

    Zakoupené učební pomůcky byly na středních školách začleněny do výuky a dvě pracovní skupiny začaly bezprostředně pracovat na přípravě sbírek úloh. Složení skupin prakticky kopírovalo složení skupin pro specifikaci. Ve skupině pro projektování a simulaci se stal novým aktivním spolupracovníkem Ing. Libor Kupka a samostatnou sbírku úloh připravil Doc. RNDr. Ing. J. Nevrlý, CSc.

 

Původně předpokládaný počet pracovních seminářů pro odborné učitele středních škol byl pro velký zájem rozšířen z původních 2 seminářů na 6. Dva semináře byly věnovány nové učebnici Mechatronika a 4 semináře jsme věnovali aplikaci sbírek úloh. Dokumentaci seminářů lze nalézt na  internetových stránkách projektu.

 

Přehled uspořádaných seminářů:

1.  seminář „Podpora výuky mechatroniky“ se konal 9. března 2006 v Městském zámku v Lanškrouně – 95 účastníků. Na semináři byly poskytnuty široké odborné veřejnosti informace o připravené učebnici Mechatronika a o zahájeném projektu na podporu výuky mechatroniky. Řada firem v doprovodném programu vystavila své didaktické pomůcky.

2.  seminář „Simulace ve výuce mechatroniky“ se konal 20. června 2006 na TU v Liberci – 45 účastníků. Cílem semináře bylo seznámit odborné učitele SŠ s možnostmi využití programových prostředků Matlab a Simulink ve výuce mechatroniky.

3.  seminář „Názorně ve výuce mechatroniky“ byl uspořádán 27. února 2007 v SOŠ a SOU Lanškroun – 55 účastníků. Na semináři představili autoři jednotlivých sbírek úloh koncepci zpracování sbírky a jednotlivých úloh, které přímo demonstrovali na učebních pomůckách FESTO a STROZA a v počítačové učebně.

4.  seminář „Spolehlivost a diagnostika v mechatronice“ proběhl dne 29. března 2007 na FS ČVUT Praha – 35 účastníků. Na semináři podali lektoři podrobný výklad 9. kapitoly učebnice Mechatronika, která se zabývá spolehlivostí a diagnostikou. Součástí semináře byla podrobná prohlídka diagnostického vybavení laboratoře Ústavu výrobních strojů a zařízení fakulty.

5.  seminář  konaný dne 25. 6. 2007 na SOŠ a SOU Lanškroun „Simulace ve výuce“ – 22 účastníků byl uspořádán na přání odborných učitelů. Lektoři z TU Liberec podrobně seznámili účastníky semináře s využívání, programového prostředí Matlab a Simulink.

6.   seminář „“Nové materiály a technologie v mechatronice“ se uskutečnil 26. června 2007 na SOŠ a SOU Lanškroun – 43 účastníků. Hlavním tématem semináře bylo předání dokončených metodických materiálů a sbírek úloh pedagogické veřejnosti s doplňujícími komentáři autorů. Na semináři byly účastníkům poskytnuty informace o nových materiálech a technologiích používaných v mechatronice přednesené odborníky z ČZU Praha a ČVUT Praha.

7.  závěrečná konference projektu „Perspektivy mechatroniky“ se konala 25. září 2007 v Městském zámku v Lanškrouně – 70 účastníků. Na konferenci zazněly úvahy předních českých  odborníků o rozvoji mechatroniky a o jejím vlivu na výchovu odborníků. Další část byla věnována  rekapitulaci a zhodnocení výsledků projektu. V závěru konference bylo slavnostně otevřeno Výukové středisko firmy FESTO na SOŠ a SOU Lanškroun.

 

Semináře realizované v rámci projektu poskytly několika stovkách odborných učitelů nové poznatky z rozvíjejícího se oboru, které budou využívat ke zdokonalení výuky svých žáků.

 

V průběhu řešení projektu byly uskutečněny 4 zahraniční cesty:

1. Návštěvy veletrhu DIDACTA   DIE   BILDUNGSMESSE   2006 Hannover ve dnech 20. až 22. února se zúčastnilo 13 pedagogických pracovníků žadatele a partnerů projektu. Hlavním cílem cesty bylo získat přehled o didaktických pomůckách, metodických materiálech a učebnicích, které pro sledovaný obor nabízí specializované firmy.

2. Dne 18. května 2006 navštívili 3 pracovníci SOŠ a SOU Lanškroun výstavu AUTOMATICA  v Mnichově. Výstava obsahovala vedle rozsáhlého sortimentu automatizačních prostředků i speciální oddělení zaměřené na mechatroniku. Zde jsme se seznámili s rozvojem mechatroniky v Rakousku. Výsledkem byla příprava propagačního materiálu pro mládež s názvem „Budoucnost je mechatronika – šance pro Vás“.

3. Ve dnech 7. až 9. května 2007 navštívila skupina 5 pedagogických pracovníků žadatele 2 instituce zabývající se mechatronikou v Rakousku. Dne 8. 5. proběhla návštěva Höhere Technische Bundeslehranstalt Steyr – střední škola s výukou mechatroniky. Dne 9. 5. byla delegace hostem Mechatronik Cluster v Linci. Mechatronický klastr v Linci koordinuje spolupráci 212 především výrobních organizací, které nějakým způsobem aplikují mechatronické technologie. Byla získána řada metodických materiálů.

4. Návštěvy polských vzdělávacích institucí zaměřených na mechatroniku se ve dnech 14. až 16. června 2007 zúčastnil vnitřní řídicí tým projektu. Dne 14. června proběhlo jednání ve střední škole Zespol szkol Nr 1 Dzierozoniow a druhý den jednala delegace na Politechnice Wroclaw na katedře prof. dr hab. inž. J. Krzyzanowského. Na programu byla metodika výuky mechatroniky a prohlídka laboratoří.

 

Ze všech pracovních cest jsou pořízeny podrobné zápisy.

 

 

Nejdůležitějším výstupním produktem projektu jsou připravené metodické materiály a sbírky úloh:

 

  1. Kurikulum oboru mechatronika část s názvem Minimální teoretické a manuální dovednosti studenta oboru mechatronika (František Kamlach a kol.) Obsáhlý materiál (107 stran textu) obsahující mj. podrobný popis 40 výukových modulů.
  2. Matlab – Simulink, úvod do používání (Libor Kupka). Metodická příručka vydaná v nákladu 150 výtisků o 167 stranách textu velmi podrobně seznamuje odborné učitele se základními funkcemi a možnostmi využití programového prostředí Matlab a Simulink.
  3. Eagle – návrh plošných spojů (Antonín Juránek). Metodická příručka vyšla v nákladu 150 výtisků. Na 95 stranách textu ukazuje autor využití programu Eagle na šesti typických elektronických obvodech. Analýza obvodů je završena výběrem vhodných součástek a návrhem plošného spoje.
  4. Matlab – Simulink, řešené příklady (Libor Kupka, Josef Janeček). Obsáhlá sbírka úloh pro výpočty a simulaci prvků mechatronických soustav vyšla v nákladu 150 ks (rozsah 224 stran textu).
  5. Sbírka příkladů z pneumatiky (Josef Nevrlý). Sbírka 20 příkladů (74 stran) je šířena pouze v elektronické formě. Příklady z oblasti výpočtu pneumatických prvků a systémů i z obecné problematiky pneumatiky jsou metodicky dobře propracovány a doplněny programy v prostředí Matlab.
  6. Výukové texty k mechatronickým soustavám (Jindřich Král, Milan Lédl, Jiří Huráň, Tomáš Vančura). Příručka vyšla v nákladu 150 ks (169 stran textu). Obsahuje popis jednotlivých didaktických pomůcek vzorového pracoviště pro praktickou výuku mechatroniky.
  7. Návody a sbírka úloh k mechatronickým soustavám (Jindřich Král, Milan Lédl, Jan Fuka, Aleš Kubelka, Jan Minář, Pavel Votrubec). Sbírka úloh vyšla v nákladu 150 ks (396 stran textu). Obsahuje metodický návod, jak ve výuce pracovat s pomůckami vzorového pracoviště praktické výuky mechatroniky.
  8. Mechatronika (Ladislav Maixner a kol.). Ověření učebnice pro střední školy ve výuce na partnerských středních školách.

 

Z výčtu aktivit realizovaných v rámci projektu jednoznačně vyplývá, že cíle projektu byly v plném rozsahu naplněny. Projekt přispěl k metodickému propracování teoretické i praktické výuky oboru mechatronika. Zájem odborné veřejnosti o akce realizované v rámci projektu naznačil, že projekt byl zaměřen potřebným směrem. Průběh a výsledky projektu jsou uveřejněny na webových stránkách www.spslan.cz/tech.

 

Děkuji všem spolupracovníkům v interním řídicím týmu za vynikající spolupráci. Ve sledovaném období je uskutečnilo 57 oficiálních zasedání týmu se zápisem. Děkuji všem spolupracovníkům z partnerských organizací za vstřícnost a ochotu, se kterou přistupovali k řešení všech problémů spojených s realizací projektu. Oficiálně jsme se setkali na 12 zasedáních hlavního řídicího týmu zpravidla v sídlech partnerských organizací. Děkuji zástupcům zřizovatele (Pardubický kraj) za podporu při řešení některých speciálních problémů. Děkuji pracovníkům MŠMT za ochotu a pomoc při řešení formálních problémů spojených s vykazováním a monitorováním průběhu financování a výsledků projektu.

 

Na závěr je nutné konstatovat, že těchto pozitivních výsledků by nebylo dosaženo bez podpory operačního programu EU Rozvoj lidských zdrojů.

 

 

Doc. Ing. Ladislav Maixner, CSc.

hlavní manažer projektu