Az RFID technológiai ismeretek beépülése az informatika tanár MA képzésbe
Radványi Tibor1, Kovács Emőd2 Eszterházy Károly Főiskola Matematikai és Informatikai Intézet
[email protected],
[email protected]
Absztrakt Ebben a cikkben szeretnénk bemutatni, hogy az Eszterházy Károly Főiskolán hogyan épül fel az informatika tanár MA képzés. Ebbe a képzésbe illeszkedik a Projektlabor tárgy, melynek egyik lehetséges projektje az RFID technológiával való ismerkedés. Az RFID technológiával való foglalkozás, az eszközök megismerésének és jellemzőik vizsgálatának segítésére egy RFID labort alapítottunk, mely többfunkciós szerepet tölt be. Fontos tényező, hogy pályázati projektekben részt vegyen, ott munkát végezzen. Legalább ennyire hangsúlyos, hogy a képzésbe illesztve a hallgatóknak lehetőségük legyen ezen új technológia megismerésére, az eszközök gyakorlati alkalmazására, működés közbeni vizsgálatára. A labor folyamatosan bővül eszközökkel, így meg van a lehetősége, hogy a „körsétán” és az elméleti előadáson túl a hallgatók lehetőséget kapjanak kiscsoportos esetleg egyéni foglalkozás keretében kisprojektek kidolgozására ezen eszközök felhasználásával. Kulcsszavak: RFID, oktatás, informatika tanár MA, laborgyakorlat
Bevezetés
Az informatikatanár képzés célja az alapfokozaton [1][2] vagy más felsőfokú végzettség keretében szerzett szakképzettségre alapozva a közoktatásban, és az oktatás más területein oktatási, kutatási, tervezési feladatok ellátására készítse fel a hallgatókat. Emellett képesek legyenek a tanulmányok doktori képzésben történő folytatására is. Az ismeretek elsajátítása két nagy területre oszlik. Az egyik a szakterületi ismeretek, úgy mint: Informatika és társadalom: Az informatika fejlődéstörténete. Információs és kommunikációs technológiák a társadalomban. Adatbiztonság, személyes adatok védelme. Jogi, etikai, pszichológiai és szociológiai vonatkozások. Informatikai alkalmazások: Dokumentumkészítés. Prezentációtervezés és kivitelezés. Médiainformatika. Képfeldolgozás. Grafikai alkalmazások. Táblázatkezelés. Adatbáziskezelés. Alkalmazói versenyfeladatok megoldása. Algoritmizálás és programozási nyelvek: Algoritmikus problémamegoldás módszerei. A közoktatásban használt programozási nyelvek. Programfejlesztői környezetek. Programozási versenyfeladatok megoldása. Információs technológiák: Infokommunikáció, információs technológiák szerepe a kommunikációban. Informatikai közhasználatú felületek, információs hálózati szolgáltatások, információs technológiák alapjainak ismerete, használata. Könyvtár alapismeretek. Oktatóprogramok, e-learning. Számítástudományi ismeretek: Logikai alapok a programozáshoz és az alkalmazásokhoz, számításelmélet, automaták és formális nyelvek, mesterséges intelligencia, egyéb számítástudományi ismeretek.
1
a másik a szakmódszertani ismeretek: – Informatikai fogalmak, eszközök, módszerek tanításának alapkérdései. A problémamegoldás módszertana. Informatikai alapismeretek (hardver, szoftver), dokumentumkészítés, táblázatkezelés, adatbázis-kezelés, prezentáció és grafika, algoritmizálás és programozási nyelvek, programozási eszközök, információs társadalom, információs hálózati szolgáltatások témakörök tanításának fő kérdései, módszerei, eszközei. Az értékelés módszerei (különös tekintettel az érettségire, illetve a tantárgyi versenyekre). Sajátos kompetenciákat kell kialakítani a képzés során, ilyenek a – alkalmas szakszerűen használni az iskola informatikaoktatási eszközeit, bevonni oktatómunkájába az informatikai eszközöket, távoktatási anyagokat; – közoktatási informatikai tananyagfejlesztésre, más szakos tananyagfejlesztés informatikai megvalósításának támogatására; – informatikai tehetséggondozásra, versenyfelkészítésre; – hátrányos helyzetűek informatikai képzésére; – új, korszerű informatikai alkalmazások megismerésére és ezen ismeretek átadására; – problémák megoldásának algoritmikus kifejezésére, a megoldások helyességének igazolására és hatékonyságuk elemzésére; – együttműködő készsége alapján csoportmunkára; – az informatika és a társadalom kölcsönhatásának követésére. A kutatás-fejlesztés és a tehetséggondozás beépítése a képzésbe
Azoknak a hallgatóknak a felfedezéséhez, akik remélhetőleg majd szép tudományos eredményeket érnek, jól szerepelnek TDK megmérettetéseken, esetleg, hosszú távon oktatóikutatói utánpótlást jelentenek, komoly munkát fektetünk be. Az érdeklődő, illetve az első félévben jól szereplő hallgatók, közel 2 hónapon keresztül, az intézet kutatói által tartott, rövid érdeklődésfelkeltő előadásokat látogatják. Ezután választják ki a számukra izgalmas témát és természetesen a kutatót/oktatót. Az alapképzés második félévének végén már megkezdődik a közös munka, amely a második/harmadik tanévben már eredményeket is hoz. A mesterképzésbe belépő hallgatók jól illeszthetők a folyamatba. Folytathatják megkezdett munkájukat, vagy a beharangozó előadásokon új témát választhatnak. Minden nyárra kiírunk egy úgynevezett Nyári ösztöndíjat, melyet a Matematikai és Informatikai Intézet mellett létrehozott „Abacus, Informatikai és Matematikai oktatásért és kutatásért” közhasznú alapítvány támogat. Olyan, legfeljebb egy hónap alatt megoldható feladatokat tűzünk ki, amelyeknek a megoldását a pályázó egy témavezető tanár segítségével, de nagyobbrészt önállóan találja ki. Az intézetnek van 4 projekt laboratóriuma, ahol a hallgatók a csoportmunkát sajátíthatják el a Projekt Labor tantárgy keretében. Az itt megoldott feladatok egy része a mindennapi tanításban vagy a gyakorlóiskolában használható, de előfordulnak olyan feladatok is, melyek túlmutatnak a szűk iskolai kereteken, és az ipari alkalmazásokban jelennek meg. Ezen laborok egyikében jelenik meg az RFID (Rádiófrekvenciás azonosítás, Radio Frequency Identification) labor. Tantárgyak a képzésben
Tekintsük át, hogy milyen tantárgyak vannak az informatikatanári MA képzésben [4], és ebben hol jelenik meg a Projekt Labor tárgy: Alapozó törzstárgyak
Köv. Heti
2
előfeltétel
Kredit Ajánlott
kódja
neve
tanóra
félév
NMT_IF122G2 Programozási környezetek
Gy
2
2
1
NMT_IF103G2 A mesterséges intelligencia alapjai
Gy
2
2
2
NMT_IF102K2 A mesterséges intelligencia alapjai
K
2
2
2
NMT_IF103G2
Összesen:
6
Szakmai törzstárgyak
Heti tanóra
előfeltétel
Kredit
Ajánlott félév
NMT_IF137K2 Adatbiztonság az K információs társadalomban
2
NMT_IF124G1**
2
3
NMT_IF108G1 Alkalmazói ismeretek
Gy
2
1
1
NMT_IF114G1 Grafikus szoftverek alkalmazása
Gy
2
1
1
NMT_IF129G2 Számítástechnikai versenyfeladatok
Gy
2
2
4
NMT_IF123K1 Programozási nyelvek a közoktatásban
K
2
1
1
NMT_IF124G1 Programozási nyelvek a közoktatásban
Gy
2
1
1
NMT_IF106K1 Algoritmizálás, adatmodellezés tanítása
K
2
1
1
Algoritmizálás, NMT_IF107G1 adatmodellezés tanítása
Gy
2
1
1
NMT_IF131G2 Távoktatás I.
Gy
2
2
3
NMT_IF111K2 Bevezetés a könyvtári ismeretekbe
K
2
2
4
NMT_IF138K2 Haladó DBMS ismeretek
K
2
2
2
Köv. kódja
neve
NMT_IF124G1
NMT_IF107G1
3
NMT_IF124G1**
NMT_IF139G2
NMT_IF139G2 Haladó DBMS ismeretek
Gy
2
2
2
NMT_IF118G1 Modellek az oktatásban*
Gy
2
1
4
Felkészülés az informatika NMT_IF112K2 oktatására*
K
2
2
1,2
NMT_IF112G1
Felkészülés az informatika Gy NMT_IF112G1 oktatására*
2
1
1
NMT_IF109G3 Az informatika oktatásának tartalmi elemei*
Gy
4
3
3
NMT_KR712G3 Iskolai tanítási gyakorlat
Gy
3
4
NMT_IF124G1** 4
Összesen:
28
Differenciált szakmai tantárgyak Köv. kódja
neve
Heti tanóra
előfeltétel
Kredit
Ajánlott félév
3
2,3,4
2
2,3,4,
NMT_IF101G3 A kommunikáció elmélete és Gy gyakorlata
2
NMT_IF104K2 Adatbázisok az iskolában
K
2
NMT_IF105G1 Adatbázisok az iskolában
Gy
2
1
2,3,4
NMT_IF115G2 Geometriai modellezés
Gy
2
2
2,3,4
NMT_IF116K2 Informatika története
K
2
2
2,3,4
NMT_IF120K2 Számítógépes szimuláció és mérés az oktatásban
K
2
2
2,3,4
NMT_IF121G2 Operációs rendszerek az iskolában
Gy
2
2
2,3,4
NMT_IF135K2 Párbeszédes informatikai rendszerek
K
2
2
2,3,4
NMT_IF126G3 Projekt labor
Gy
4
3
2,3,4
NMT_IF127K2 Projekt szeminárium: Új irányzatok az infokommunikációs
K
2
2
2,3,4
NMT_IF105G1
NMT_IF128G2
4
hálózatok modellezésében NMT_IF128G2 Projekt szeminárium: Új irányzatok az infokommunikációs hálózatok modellezésében
Gy
2
2
2,3,4
NMT_IF136G2 Szabad szoftverek az oktatásban
Gy
2
2
1,3
NMT_IF132G2 Távoktatás II.
Gy
2
2
2,3,4
NMT_IF133G2 Dinamikus webprogramozás
Gy
2
2
2,3,4
Összesen:
NMT_IF131G2
29
Látható, hogy a tantárgy a differenciált szakmai tárgyak között kapott helyet. Heti 4 óra gyakorlat, ami 3 kreditet ér. A tantárgy felépítése 3 fő projektirány köré csoportosítható: 1. projekt:
A rendelkezésre álló projekt laborokban csoportos szoftverfejlesztés. A hallgatók először megismerkednek a szoftverfejlesztés alapfogalmaival, mint például életciklus, szoftver krízis. Két projekt feladatot kapnak, egy kisebbet és egy nagyobbat. A feladatot párban oldják meg, ahol az egyik tag projektvezető, a másik programozó. A program során felmerülő hibákat hiba nyomkövető rendszerben tárolják (pl. bugzilla), a változások nyomkövetésére verziókövető rendszert (pl. CVS - Concurrent Versions System) használnak. A szoftverfejlesztésben a CVS lehetővé teszi az ágak könnyű létrehozását és karbantartását, ezáltal egy kiadás + patch forrásfát és egy naprakész fejlesztői fát is használhatunk párhuzamos fejlesztéssel. Az elkészült projektet dokumentálják. A projekt eredményét bemutatják. 2. projekt
Részt vesznek egy RFID (rádiófrekvenciás azonosítás) mintarendszer kialakításában, közben megismerkednek az RFID és az automatikus azonosítás alapjaival. A projektet 4 fős csoportokban végzik. Az eredményeket egy külső, ilyen technológiát használó ipari cégnél lehet kipróbálni, illetve az ipari felhasználást megtekinteni. 3. projekt
Kriptográfia labor tevékenység. A hallgatók kiscsoportos projektfeladat keretében feldolgozzák a fontosabb kriptográfiai eljárásokat, és ezekből egyet kiválasztva szoftveresen megvalósítják azt. Mind a matematikai mind az informatikai megközelítésre hangsúlyt kell fektetni. Az RFID labor, és a kapcsolódó projektek
5
A labor a Matematikai és Informatikai Intézetben került kialakításra. A berendezés egy részét az Intézet adta. Úgymint bútorokat, 3 munkaállomást, és egy szervert. Ezek a gépek lehetővé teszik, hogy az alapvető fejlesztési munkákat el tudjuk végezni. Valamint, hogy a nyári ösztöndíjunk keretében a hallgatók zavartalanul tudjanak dolgozni. A nyári ösztöndíj, az Abacus alapítvány által meghirdetett kutatási ösztöndíj, mely elsősorban a OTDK-ra készülő hallgatóknak szól, és a nyári szünetben 2 hetet biztosít, amikor az Intézetben, az Intézet eszközeit használva, tanári vezetéssel dolgozhatnak. A labor céleszközeit egy ipari cég által adott támogatásból sikerült beszerezni. Az eszközök egy nagyteljesítményű ipari címkenyomtató és RFID író, valamint egy mobil RFID olvasó, egy kompatibilis ipari PDA-val felszerelve.
1. ábra ipari címkenyomtató
2. ábra, mobil RFID olvasó ipari PDA-val
Ez biztosítja az RFID kapu szerepét mindaddig, amíg egy fix telepítésű kapu, és RFID olvasó beszerzésre nem kerül. A mobil olvasó lehetővé teszi, hogy a labor falain kívül is tudjunk vizsgálatokat végezni. Az eszközöket kiegészítettünk többféle RFID passzív tagel. Ezek között megtalálható a nyomtató által használt, papír alapú passzív tag, és az ipari körülményekre kiválóan alkalmas hardtag is. A vizsgálatokat a passzív tagek használatával kezdjük. Ennek egyik indoka, hogy a most induló és futó projektek specifikációja ezeket kívánja meg jobban. Másrészt a tanulásra, a vizsgálatok elvégzésére és a rendszer megismerésére kiválóan alkalmasak, valamint az áruk is sokkal kedvezőbb, mint az aktív tageké. [3]
6
3. ábra, komplex munkaállomás
A laborban folynak pályázaton megnyert projektekhez kapcsolódó munkák, csakúgy, mint olyan apró projektek, melyek célja a hallgatók megismertetése az RFID technológiával, annak használatával, alkalmazási területeivel.
Összegzés
Összefoglalva, a differenciált szakmai tárgyak közé beépített Projektlabor tárgy kiemelten támogatja a gyakorlat fontosságát a képzésben. A benne megjelenő projektek lehetőséget biztosítanak a hallgatóknak, hogy megismerkedjenek napjaink vezető technológiáival. Mind a modern szoftvertechnika, mind az egyre jobban elterjedő RFID technika érdemes arra, hogy a leendő informatika tanárok képet kapjanak a működésről, és a felhasználás különböző területeiről. Viszont a haladó eszközök beszerzése, és üzemeltetése nem valósulhat meg támogatás nélkül. Erre vagy a pályázatokban lehet forrást találni, vagy az ipar résztvevőitől kaphatunk pénzügyi támogatást. Ez csak akkor lehetséges, ha olyan képzést tudunk beépíteni a kínálatunkba, amelyik érdeklődést kelt az ipari cégek vezetőiben, vagy melyre igény merül fel a munkaerő piacon. Irodalom [1] Web-programozó felsőfokú szakképzés kialakítása az Eszterházy Károly Főiskolán, Kovács Emőd, Kusper Gábor, Informatika a felsőoktatásban, 2008 [2] Adatbázisrendszerek oktatása az Eszterházy Károly Főiskolán, Vágner Anikó, Informatika a felsőoktatásban, 2008 [3] Deploying an automaton warehouse system with RFID technology, Szűcs László, Schwirg László, GINNT Budapest, 2009 [4] Az oktatási miniszter 15/2006. (IV. 3.) OM rendelete az alap- és mesterképzési szakok képzési és kimeneti követelményeiről. http://www.okm.gov.hu/doc/upload/200901/tanar_szak_kkk_090109.pdf
7
