The project "TEMPUS - MMATENG"
Ministry Education and Science of Ukraine
Pryazovskyi State Technical University
INTERNATIONAL
SCIENTIFIC AND TECHNICAL CONFERENCE
«UNIVERSITY SCIENCE – 2015»
19-20 May 2015, Mariupol
Conference proceedings
Vol. 4
Scientific and Methodological section
“Today Material Engineering
for realization of the “MMATENG” project objectives”
Under the general editorship of Professor Oleksandr Cheiliakh
Mariupol, 2015
UDC 62
I 70
International scientific and technical conference «University science- 2015» : conference proceedings (19-20 May 2015, Mariupol) : 4 volumes. Vol. 4. Section: Scientific and Methodological section «Today Material Engineering for realization of the «MMATENG» project objectives» /under the gen. ed. O. Cheiliakh. – Mariupol : Priazovskyi State Technical University, 2015. – 84 p.
The results of theoretical and experimental studies, research and methodological recommendations of scientists, researchers, teachers, graduate students, specialists of enterprises and organizations of Ukraine and foreign countries have been published.
Dedicated to the 85th Anniversary of Priazovskyi State Technical University,
the 80th Anniversary of the Department of Metal Science and
Heat Treatment of Metals,
the 25th Anniversary of the opening of the educational approach
"Material Engineering” in PSTU
Executive Organizing Committee of Section
DSc (Eng.), Prof. Oleksandr Cheiliakh – Head of the section,
Coordinator of MMATENG project in PSTU and Ukraine
DSc (Eng.), Prof. Leonid Malinov
DSc (Eng.), Prof. Vasiliy Efremenko
DSc (Eng.), Prof. Igor Tkachenko
PhD (Eng.), Ass. Prof. Marina Ryabikina
PhD (Eng.), Ass. Prof. Victoria Gavrilova
PhD (Eng.), Ass. Prof. Inna Oleynyk
PhD (Eng.), Ass. Prof. Inna Malysheva
Secretary of section – PhD (Eng.), Ass. Prof. Victoria Ivashchenko
Technical Secretary – Eng. Natalia Karavaeva
The organizing committee would like to thank the participants of the conference for the given proceedings.
© PSTU, 2015
© O. Cheiliakh, 2015
Dear colleagues!
The solution of this urgent task has found its adequate reflection in international educational project, adopted by European TEMPUS Union, called: «Modernization of two cycles of Masters’ and Bachelors’ (MA, BA) curricula on the basis of competence in the sphere of engineering science of materials in accordance with the best experience, gained by Bologna process» (MMATENG).
Within the framework of annual international scientific and educational conference “University science-2015” a special section: “Today material engineering for realization of the “MMATENG” project objectives” has been created at Pryazovskyi State Technical University which is to include the reports by the scientists of “Science of metals and heat treatment of metals” and Science of materials” department and also from the researchers of Ukrainian partner-universities. The objective of our section is integration of efforts of scientists in development of research and educational aspects and proposals for implementation of new European tuition programmes and perfection of the methods of students training in the domain of engineering science of materials. I, hereby, sincerely wish all participants of the conference fruitful work, successful reports and pleasant impressions at communication, discussing creative discoveries and rational useful proposals.
I am quite confident that scientific and methodical findings of the researchers will help to advance in implementing of tasks and objectives of MMATENG project and that will further promote close cooperation of the systems of higher education of Ukraine and EEC countries
DSc (Eng.), Professor Oleksandr P. Cheiliakh – Coordinator
of МMATENG project in Ukraine,
Vice-Rector in science and pedagogics of PSTU,
Head of Department of Metal Science and Heat Treatment of Metals
Subsection №1
«IMPLEMENTATION OF THE NEW COURSES ACCORDING TO MМATENG PROJECTS FOR MODERNIZATION OF STUDY PROCESS OF MATERIAL ENGINEERING»
МОДЕРНИЗАЦИЯ УЧЕБНЫХ ПРОГРАММ ПОДГОТОВКИ В ОБЛАСТИ ИНЖЕНЕРНОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ ПО ПРОЕКТУ MMATENG
А.П. Чейлях, проректор, д.т.н., проф., ГВУЗ «ПГТУ»
Стремительное развитие современного материаловедения, определяющего уровень техники и технологий производства материалов во многих экономически развитых странах, требует совершенствования программ обучения и подготовки специалистов с высшим образованием в этой области знаний. Решение этой актуальной задачи нашло адекватное отражение в международном образовательном проекте Европейского Союза ТЕМПУС «Модернизация двух циклов магистерского и бакалаврского (MA, BA) учебных планов на основе компетенций в области инженерного материаловедения в соответствии с лучшим опытом Болонского процесса» (MMATENG).
Проект выполняется в течение 2014 - 2016 г.г., в нем участвуют 16 ВУЗов Бельгии, Германии, Польши, Франции, Израиля, России и Украины (рис. на 2-й стр. обложки). От Украины это – НТУУ «Киевский политехнический институт», «Львівська політехника», Луцкий национальный технический университет, Приазовский государственный технический университет, который является координатором проекта в Украине. В составе Консорциума проекта Министерство образования и науки Украины, два промышленных предприятия – одно в России, другое в Украине - ПАО «МК «Азовсталь».
Проектом предусмотрено внедрение в учебные планы и программы 14 новых дисциплин, 11 из которых относятся непосредственно к направлению инженерного материаловедения, а три – являются междисциплинарными, но весьма актуальными для многих инженерных специальностей металлургического и других профилей промышленного производства. На основе проведенного анализа действующих учебных планов и программ, а также социологического опроса специалистов предприятий Мариуполя - ПАО «МК «Азовсталь», ПАО «ММК имени Ильича», ПАО «Азовмаш» в ГВУЗ «ПГТУ» разработана научно-методическая концепция и рабочий план модернизации учебных планов по специальностям «Прикладное материаловедение», «Металловедение», «Термическая обработка металлов» направления «Инженерное материаловедение».
Проведена корректировка содержания дисциплин «Металловедение и термическая обработка металлов» и «Механические свойства металлов», которые преподаются для специальностей металлургического профиля, таких как «Металлургия черных металлов», «Обработка металлов давлением», «Промышленная теплотехника», «Литейное производство». Среди новых дисциплин, рекомендованных гранд-холдером из опыта ВУЗов стран Европейского Союза следующие такие интересные профессионально-практические дисциплины: ”Material selection” (выбор материалов); “Lightweight materials for transportation application” (легкие материалы для использования на транспорте); “Damage of materials” (повреждаемость материалов); “Basic of material science” (основы материаловедения); “Metallurgy, corrosion and resistance of materials” (металлургия, коррозия и сопротивление материалов) и др.
Среди междисциплинарных курсов, очень важных и пока не преподаваемых в ВУЗах Украины ведется имплементация таких рекомендованных дисциплин: ”Survival in Labor Market (carrier managing) (Выживание на рынке труда); “Effective communication with groups, presentation techniques (BA/MA)” (Эффективное общение в группах, навыки презентации); “Project management (business planning, funding, marketing, performance)” (Управление проектом (бизнес-планирование, финансирование, продвижение на рынок, реализация).
Модернизация учебных планов и программ предполагает дифференцированный подход к планированию процесса имплементации рекомендованных курсов: путем замены менее значимых и второстепенных предметов, а ряд действующих дисциплин дополняется новыми учебными модулями, сохраняя целостность и логическую последовательность того или иного курса.
Интересная технологическая дисциплина «Перспективные упрочняющие технологии обработки материалов», разработанная в ГВУЗ «ПГТУ», была рекомендована для внедрения в учебный процесс в ВУЗах Консорциума для материаловедческих специальностей.
Важной особенностью этого международного образовательного проекта является компетентностный подход в модернизации учебных планов и программ, предусматривающий ориентацию на современные требования рынка труда и прежде всего промышленных предприятий черной металлургии, машиностроения, энергетики, транспорта и других важных отраслей в формировании профессиональных компетенций будущих специалистов. Для этого проводятся социологические опросы молодых и ведущих специалистов металлургических и машиностроительных предприятий по оценке, как отдельных дисциплин, так и рабочих программ подготовки бакалавров, специалистов и магистров. По их результатам планируется корректировка учебных планов и программ для учета требований современного производства. Корректировка и, особенно, дополнение учебных программ профессионально-практическими аспектами обучения производится также на основе анализа должностных инструкций и профессиональных стандартов по ряду профессий инженерно-материаловедческого профиля. Все требуемые велением времени профессиональные компетенции обязательно должны найти отражение в спектре конкретных специальных дисциплин. Для этого рекомендовано дополнять традиционные формы проведения занятий (лекции, лабораторные и практические занятия, домашние задания и курсовые работы) новыми учебно-методическими и дидактическими формами обучения: ролевыми играми, разработкой и детальным анализом проблемных производственных (технологических, организационных, экономических, экологических и др.) ситуаций, показом учебных и производственных фильмов и роликов, проведением тренингов.
С целью обучения научно-педагогического персонала, организованы двухнедельные тренинги преподавателей со сквозным обучением каждого обучаемого по 5 – 6 предметам. Такие тренинги уже проведены в г. Леювен (Бельгия) и запланированы на июль в г. Кракове (Польша). По итогам уже проведенных тренингов на специальных кафедрах материаловедческого профиля проведены методические семинары, открытые лекции, подготовлены и прочитаны отдельные лекции по новым предметам на английском языке. Преподаватели разработают новые методические материалы, в которые войдут новые подходы, методические приемы и компетенции, приобретенные во время тренингов.
В рамках проекта MMATENG планируется создание в каждом ВУЗе Сервис-офиса по инженерному материаловедению (Material Engineering service office - MESO) и IT-лаборатории (MITL), задачами которых является трансфер знаний, компетенций, научно-методических подходов и приемов, выполнение НИР для предприятий в области инженерного материаловедения, обучение студентов, аспирантов и специалистов предприятий в порядке повышения квалификации. Планируется закупка для каждого ВУЗа компьютеров для комплектования компьютерного класса, металлографических микроскопов, твердомеров и другого лабораторного оборудования, производства ведущих стран Западной Европы.
Мониторинг хода выполнения проекта MMATENG осуществляется на регулярно проводимых конференциях координаторов и участников Консорциума. Такие конференции были проведены в городах Антверпене (Бельгия), Киеве (Украина), Тель-Авиве (Израиль), Краков (Польша). Интересной и полезной формой взаимодействия ВУЗов-партнеров стали скайп-конференции, на которых одновременно несколько участников проекта обмениваются результатами и опытом работы.
Таким образом, реализация проекта MMATENG позволит украинским ВУЗам-партнерам выйти на более высокий уровень подготовки бакалавров и магистров в области инженерного материаловедения на основе компетентностного подхода и опыта лучших достижений университетов стран Западной Европы, Израиля и России. Студентам, обучающимся по специальностям этого направления, участие в проекте даст новые знания, умения и компетенции, расширение возможностей построения карьеры не только в Украине, но и в странах Западной Европы.
SPECIALISTS OF THE FUTURE
M.А. Ryabikina, Associate Professor, PhD (Eng.), Priazovskyi State Technical University
From shipbuilding, the huge building structures, automotive to medicine - in the innovation race betting on new materials now make many areas. In the hands of materials science - not only the future of science and technology, and good career prospects. From today requires materials have first, safe and functional, and secondly, inexpensive to manufacture and, thirdly, acceptable for the environment.
The first branch of materials science in Germany was opened in 1966 at the University of Erlangen-Nuremberg (FAU). Today, bachelor's and Master's degree in “Materials” (Materialwissenschaft, Advanced Materials Science) offered by many universities in Germany. Usually Bachelor program lasts 6 semesters and Master program 4 semesters. If baccalaureate provides an overview of the subject, the Master usually allows you to select a narrow focus: for example, working with ceramics, glass, synthetic polymers.
Materials module in which bachelors learn the basics of materials consists of 10 ECTS and includes the study of the structure of metals - 4,5 ECTS, inorganic and non-metallic materials (glass, ceramics) - 2,5 ECTS and organic materials - 3 ECTS. The main themes of the module are:
- Introducing into different groups materials; their properties and atomic structure;
- Chemical bonding, crystal structure, amorphous structure;
- Lattice defects (point defects, dislocations, grain boundaries);
- Study of the microstructure (samples preparation, microscopy);
- Thermodynamics, Gibbs phase rule, the binary system, the eutectic;
- The phase diagram of Fe-C (steel, cast iron);
- Phase transformations, the basics of heat treatment (quenching); surface phenomena and reactions;
- The mechanical properties (elastic and plastic deformation, tensile testing, hardness, fatigue behavior, destruction);
- Metals: iron and steel technology;
- Light metals (Al, Ti, Mg) - Semiconductors;
- Glass and ceramics;
- Composites: dispersed, fibrous;
- Macromolecular Chemistry – polymers, synthesis: reaction mechanisms, polymer technology, elastomers, using of organic materials.
Pryazovskyi State Technical University (PSTU) is a Partner of the Catholic University of Leuven (KU Leuven, Belgium) under the Tempus project MMATENG (Modernization of two cycles (MA, BA) of competence based curricula in Material Engineering according to the best experience of Bologna Process). The name of discipline at the department Metallurgy and Materials Engineering at KU Leuven is “Basics of material science incl. fatigue behavior”. Students (BA) learn the discipline in the 3rd semester (3 credits ECTS, 42 contact hours and 32 individual hours). The aim of the course unit is to give students knowledge about:
- the different classes of materials (metals, polymers, ceramics and composites);
- their principle properties;
- the way in which the material composition and microstructure affects these properties.
To manage this information, the engineer must have insight in the relationship between the composition, microstructure of a materials and their mechanical properties, including fatigue.
- Stress, strain, stiffness;
- Elastic behavior, plastic behavior;
- Test methods for time independent behavior: tensile test, compression test, bending test, hardness;
- Failure of materials;
- Time dependent mechanical behavior including fatigue behavior.
At the department of Metal Science and Heat Treatment of Metals (PSTU), students study the Material Science in the 4th semester. The volume of the discipline - 6 credits (1 credit - 36 hours), 102 contact hours and 114 hours – the individual work of students, oral exam. The main themes of discipline are similar to FAU (Germany).
Due to the characteristics of the region - the presence in Mariupol of 2 steel giants “Azovstal Iron and Steel Works”, “Ilyich Iron and Steel Works” and manufacturing machine complex “Azovmash” we focus on the study of metals. Graduates of the department subsequently become employees of these enterprises. In addition to Materials Science bachelor study Metallography – 4 ECTS (total – 144 hours), 72 contact hours and 72 hours – the individual work of students, exam is in 5th semester and Mechanical properties and structural strength of materials – 5,5 ECTS, 68 contact hours and 132 hours – the individual work of students, exam is in 6th semester.
Our students beginning to study the structure of metallic and non-metallic materials, and then the mechanical properties of materials and test methods. At the University of Leuven in the beginning, students are introduced to topics such as:
- Introduction of the mechanical behavior of materials;
- Static behavior of materials and its testing;
- Mechanical behavior of different classes of materials;
- Mechanisms of failure.
It was very interesting for me to get acquainted with the methodology and logic of lectures Dr. Jan Ivens, ing. Chris Peeters “Basics of material science (BA)”, KU Leuven. Topics, which aroused the greatest interest:
- Introduction of the mechanical behavior of materials;
- Static behavior of metals, ceramics and polymers;
- Industrial materials testing;
- Ductile fracture.
I feel very optimistic about the project future. And I don’t doubt about the success of the Tempus project MMATENG and its usefulness in teaching students at the department of Metal Science and Heat Treatment of Metals of Priasovskiy State Technical University.
ОСОБЛИВОСТІ ФОРМУВАННЯ ПРОФЕСІЙНОЇ КОМПЕТЕНТНОСТІ МАЙБУТНІХ ІНЖЕНЕРІВ
О.І. Гулай, к.т.н., доц.,
Луцький національний технічний університет
Професійна компетентність є складним динамічним утворенням, формування якої розпочинається у процесі навчальної діяльності у закладах системи ступеневої професійної освіти і триває впродовж усієї професійної діяльності фахівця. У структурі професійної компетентності виділяють ряд складових, серед яких загальнолюдська компетентність (загальнокультурна, моральна, політична, соціальна, інформаційна, комунікативна, етична, екологічна, валеологічна); загальнонаукова компетентність (методологічна, теоретична, методична, дослідницька); загальнопрофесійна компетентність (загальнофахова, економічна, технічна, правова); фахова компетентність (технологічна); функціональна компетентність (стратегічна, менеджерська, управління суб’єктами та об’єктами діяльності, виконавча); особистісна компетентність (мотиваційна, аутопсихологічна, регулятивна, адаптивна, навчальна).