Аграрлық процестерді цифрландыру
Сипаттама: Пән агроөнеркәсіптік кешенді автоматтандыру, бақылау және басқару үшін ауыл шаруашылығында қолданылатын цифрлық технологиялар мен шешімдерді зерттеуге бағытталған. Курс аграрлық сектордың тиімділігін, тұрақтылығын және бәсекеге қабілеттілігін арттыруға мүмкіндік беретін нақты егіншілік жүйелерін, бұлтты сервистерді және цифрлық платформаларды қарастырады.
Кредиттер саны: 5
Пәннің еңбек сыйымдылығы:
| Жұмыс түрлері | сағат |
|---|---|
| Дәрістер | 15 |
| Практикалық жұмыстар | 30 |
| Зертханалық жұмыстар | |
| СӨЖО | 30 |
| СӨЖ | 75 |
| Қорытынды бақылау нысаны | емтихан |
| Қорытынды бақылауды жүргізу нысаны | емтихан |
Компонент: Таңдау бойынша компонент
Цикл: Базалық пәндер
Мақсат
- Аграрлық процестерді цифрландырудың мақсаты – цифрлық технологияларды, автоматтандыруды, деректерді талдауды және интеллектуалды басқару жүйелерін енгізу арқылы ауыл шаруашылығы өндірісінің тиімділігін, өнімділігін және тұрақтылығын арттыру.
Міндет
- Цифрлық ақпараттық ортаны қалыптастыру – деректерді жинау, сақтау және талдау жүйелерін енгізу; – датчиктерді, IoT құрылғыларын, ұшқышсыз аппараттарды қолдану. Өндірістік процестерді дәл басқаруды қамтамасыз ету – дәлме-дәл егіншілік технологияларын қолдану; – тұқым, тыңайтқыш, су сияқты ресурстарды оңтайлы пайдалану. Операцияларды автоматтандыру және роботтандыру – автоматтандырылған техника мен роботтандырылған механизмдерді енгізу; – еңбек шығындарын және адами факторды азайту. Егістік жағдайын және мал шаруашылығын мониторингілеу – спутниктік және аэрофотобақылау; – топырақ, өсімдіктер мен малдың жай-күйін бақылаудың интеллектуалды жүйелері. Өндірістік циклдің ашықтығы мен басқарылуын арттыру – жоспарлау, есепке алу және бақылау үшін цифрлық платформаларды қолдану; – ERP, CRM жүйелері, егістік алқаптардың цифрлық карталарын пайдалану.
Оқыту нәтижесі: білу және түсіну
- аграрлық секторды цифрландырудың негізгі қағидаттары, оның ішінде ақпараттық технологиялардың, автоматтандырудың және шешім қабылдау жүйелерінің рөлі; қазіргі заманауи цифрлық платформалар мен құралдар (ГИС, GPS/GNSS, IoT, Big Data, AI) және олардың өсімдік шаруашылығы мен мал шаруашылығында қолданылуы; дәлме-дәл егіншілік технологиялары, алқаптарды, топырақтың, өсімдіктердің және ауыл шаруашылығы техникасының жағдайын цифрлық мониторингілеу әдістері; аграрлық деректерді жинау, өңдеу және талдау әдістері, оның ішінде спутниктік және аэрофототүсірілім, сенсорлық жүйелер және деректер базалары; өнімділікті, тәуекелдерді және өндірістік процестердің тиімділігін бағалауға қолданылатын болжау модельдері мен алгоритмдері; цифрлық карталардың негіздері және кеңістіктік талдау, геоақпараттық жүйелерді агротехнологияларда қолданудың ерекшеліктері; смарт-фермалардың құрылымы мен жұмыс логикасы, цифрлық егіздер, автоматтандырылған және роботтандырылған жүйелер; агроөнеркәсіптік кешендегі цифрландырудың нормативтік базасы мен стандарттары, оның ішінде ISO, FAO және OECD халықаралық стандарттары; цифрлық технологиялардың ауыл шаруашылығы өндірісінің тұрақты дамуына, ресурстарды үнемдеуге және экологиялық тиімділігіне әсері; аграрлық саладағы цифрландырудың негізгі мәселелері, шектеулері және перспективалары.
Оқыту нәтижесі: білім мен ұғымды қолдану
- аграрлық процестерді цифрландырудың практикалық міндеттерін шешу, соның ішінде оңтайлы цифрлық құралдар мен технологияларды таңдау; алқаптардың, топырақтың, егіннің және ауыл шаруашылығы нысандарының жағдайын талдау үшін ГИС-платформаларды, GPS/GNSS жабдықтарын, IoT-датчиктерді және мониторинг жүйелерін пайдалану; тұқым себу нормаларын, тыңайтқыштарды, суаруды және басқа да ресурстарды оңтайландыру мақсатында дәлме-дәл егіншілік технологияларын қолдану; арнайы бағдарламалық қамтамасыз етуді және цифрлық жүйелерді пайдалана отырып, аграрлық деректерді жинау, өңдеу және визуализациялау; спутниктік және аэрофото деректерін талдау, цифрлық карталар құрастыру және кеңістіктік талдау жүргізу; өнімділікті бағалау, тәуекелдерді анықтау және өндірістік процестерді жоспарлау үшін модельдеу және болжау алгоритмдерін қолдану; өндірістік операцияларды ұйымдастыру және бақылау барысында цифрлық платформалармен және басқару жүйелерімен (ERP, FMIS, traceability-платформалар) жұмыс істеу; аграрлық процестерге автоматтандыру және роботтандыру элементтерін енгізу, жабдықтың жұмысын баптау және талдау; ресурстарды үнемдеу, өнімділікті арттыру және экологиялық жүктемені азайту тұрғысынан цифрлық шешімдердің тиімділігін бағалау; цифрлық құралдарды, деректер аналитикасын және заманауи цифрлық басқару әдістерін пайдалана отырып, типтік кәсіби міндеттерді шешу.
Оқыту нәтижесі: талқылай білуді қалыптастыру
- аграрлық секторда қолданылатын цифрлық технологиялар мен шешімдерді олардың тиімділігі, орындылығы және экономикалық пайдасы тұрғысынан сыни тұрғыда бағалау; аграрлық деректердің сапасы мен шынайылығын талдау, өлшеу және мониторинг нәтижелеріне әсер ететін қателер көздерін және факторларды анықтау; кеңістіктік талдау, модельдеу, болжау және аграрлық процестердің цифрлық мониторингі нәтижелері бойынша негізделген қорытындылар жасау; технологиялық, экономикалық, экологиялық және ұйымдастырушылық аспектілерді есепке ала отырып, цифрлық технологияларды енгізудің артықшылықтары мен тәуекелдерін бағалау; әртүрлі цифрлық платформаларды, құралдарды және әдістерді салыстыру және оларды нақты өндірістік міндеттер үшін таңдау бойынша негізделген шешімдер қабылдау; саладағы ағымдағы үрдістер мен мәселелерді талдау негізінде аграрлық өндірістегі цифрландыруды дамытудың стратегиялық бағыттарын айқындау.
Оқыту нәтижесі: коммуникативтік қабілеттіліктер
- цифрлық технологиялар мен аграрлық процестер туралы ақпаратты ауызша және жазбаша түрде анық әрі кәсіби түрде жеткізу; аграрлық деректерді, цифрлық мониторингті, модельдеу мен болжау нәтижелерін графиктер, карталар, кестелер және цифрлық визуализациялар арқылы ұсыну; ГИС, IoT, GPS/GNSS, Big Data, AI сияқты цифрлық құралдардың жұмыс істеу қағидаттарын мамандарға да, маман еместерге де ақпараттың күрделілік деңгейін бейімдей отырып түсіндіру; аграрлық саланы цифрландыру мәселелері бойынша агрономдармен, инженерлермен, әзірлеушілермен, техника операторларымен және шаруашылық басшыларымен кәсіби коммуникация жүргізу; IT-мамандарымен, деректер аналитиктерімен және АӨК сарапшыларымен тиімді жұмыс істей отырып, пәнаралық командаларда жұмыс істеу; ұсынылған цифрлық әдістер немесе технологиялық тәсілдер бойынша өз шешімдерін дәлелді түрде негіздеу.
Оқыту нәтижесі: Оқу дағдылары немесе сабаққа қабілеттілігі
- аграрлық салада қолданылатын жаңа цифрлық технологияларды, платформаларды және бағдарламалық шешімдерді өздігінен меңгеруге; цифрлық құралдардың, бағдарламалық қамтамасыз етудің, сенсорлық жүйелердің және аналитикалық платформалардың жаңартуларына жедел бейімделуге; цифрландыру саласындағы ғылыми жарияланымдарды, салалық есептерді, стандарттар мен инновацияларды пайдалана отырып, өзінің білімін тұрақты түрде жаңартып отыруға; әртүрлі ақпарат көздерінен алынған мәліметтерді сыни тұрғыдан талдап, кәсіби міндеттерді шешуге ең өзекті және сенімді деректерді таңдауға; өзінің жеке білім алу траекториясын жоспарлап және ұйымдастыра білуге, соның ішінде өзіндік білім алуды, тренингтерге, вебинарларға және кәсіби курстарға қатысуды жүзеге асыруға; агрономия, инженерия, ІТ, аналитика және цифрлық технологияларды біріктіре отырып, пәнаралық білімді меңгеруге;
Оқыту әдістері
Қазіргі заманғы білім беру технологиялары оқу үдерісінің сапасын арттыруға, студенттердің құзыреттіліктерін дамытуға және интерактивті, икемді әрі қолжетімді білім беру ортасын қалыптастыруға бағытталған. Бұл технологиялар студенттердің оқу үдерісіне белсенді қатысуын қамтамасыз етіп, оқу материалын терең меңгеруге және өздігінен жұмыс жасау мүмкіндіктерін кеңейтуге ықпал етеді. Оқу барысында цифрлық ресурстар, мультимедиалық материалдар, онлайн-платформалар, симуляторлар, виртуалды зертханалар және интерактивті әдістер кеңінен қолданылады. Мұндай тәсілдер практикалық дағдыларды қалыптастыруға, сыни ойлау қабілетін дамытуға және білімді тәжірибеде қолдануға мүмкіндік береді. Қазіргі заманғы білім беру технологияларын қолдану білім алушылардың жеке ерекшеліктеріне бейімделуге, олардың оқу мотивациясын арттыруға, коммуникация, ынтымақтастық және өзіндік шешім қабылдау дағдыларын дамытуға жағдай жасайды.
Білім алушының білімін бағалау
Оқытушы ағымдағы бақылау жұмыстарының барлық түрлерін жүргізеді және академиялық кезеңде екі рет білім алушылардың ағымдағы үлгеріміне тиісті баға береді. Ағымдағы бақылау нәтижелері бойынша 1 және 2 рейтинг қалыптастырылады. Білім алушының оқу жетістіктері 100 балдық шкала бойынша бағаланады, Р1 және Р2 қорытынды бағасы ағымдағы үлгерім бағасынан орташа арифметикалық ретінде шығарылады. Академиялық кезеңде білім алушының жұмысын бағалауды пән бойынша тапсырмаларды тапсыру кестесіне сәйкес оқытушы жүзеге асырады. Бақылау жүйесі жазбаша және ауызша, топтық және жеке формаларды біріктіре алады.
| Кезең | Тапсырма түрі | Өлшем |
|---|---|---|
| 2 рейтинг | Дәріс 1 Тәжірибелік жұмыс 1 | 0-100 |
| Дәріс 2 Тәжірибелік жұмыс 2 | ||
| Дәріс 3 Тәжірибелік жұмыс 3 | ||
| Дәріс 4 Тәжірибелік жұмыс 4 | ||
| Дәріс 5 Тәжірибелік жұмыс 5 | ||
| Дәріс 6 Тәжірибелік жұмыс 6 | ||
| Дәріс 7 Тәжірибелік жұмыс 7 | ||
| Дәріс 8 Тәжірибелік жұмыс 8 | ||
| Дәріс 9 Тәжірибелік жұмыс 9 | ||
| Дәріс 10 Тәжірибелік жұмыс 10 | ||
| Дәріс 11 Тәжірибелік жұмыс 11 | ||
| Дәріс 12 Тәжірибелік жұмыс 12 | ||
| Дәріс 13 Тәжірибелік жұмыс 13 | ||
| Дәріс 14 Тәжірибелік жұмыс 14 | ||
| Курстық жұмысы/жобасы оқу жоспарына енгізілген студенттер топтары үшін курстық жұмысты қорғау. | ||
| Қорытынды бақылау | емтихан | 0-100 |
Жұмыс түрлері бойынша оқыту нәтижелерін бағалау саясаты
| Тапсырма түрі | 90-100 | 70-89 | 50-69 | 0-49 |
|---|---|---|---|---|
| Өте жақсы | Жақсы | Қанағаттанарлық | Қанағаттанарлықсыз | |
| Барлық тапсырмаларды орындау. | Барлық материалды терең білу; теория мен машиналық оқыту жүйесіндегі стандартты емес есептерді дербес шешу; практикалық тапсырмаларда қатесіз есептеулер, сонымен қатар курстық жұмыста есептеулер мен жобалау; дәлелді қорғау (уақытында берілген). | Негізгі материалды нақты білу; типтік TMM және DM есептерін сәтті аяқтау; барлық тапсырмалар мен курстық жұмыстар жоғары деңгейде орындалды және шағын түсініктемелермен қорғалды. | Түсіну үшін қажетті материал туралы негізгі білім. Ең аз талап етілетін есептеу мәселелері шешілді. Курстық жұмыс және/немесе практикалық тапсырмалар негізгі бөлімдерден тұрады және барлық ескертулер қарастырылғаннан кейін аяқталады. | Негізгі бөлімдерді түсінбеу. Стандартты есептерді шеше алмау және/немесе курстық жұмысты орындамау. |
Бағалау нысаны
Пән бойынша білім алушының білімін қорытынды бағалау 100 баллдық жүйе бойынша жүзеге асырылады және:
- Емтиханда алынған нәтиженің 40%;
- Ағымдағы үлгерімнің 60% - ы.
Қорытынды бағаны есептеу формуласы:
| И= 0,6 | Р1+Р2 | +0,4Э |
| 2 |
мұндағы, Р1, Р2-тиісінше бірінші, екінші рейтингті бағалаудың сандық эквиваленттері;
Э - емтихандағы бағаның сандық баламасы.
Қортынды әріптік бағасы және оның балдық сандық эквиваленті:
Төрт балдық жүйе бойынша цифрлық баламаға сәйкес келетін білім алушылардың оқу жетістіктерін бағалаудың әріптік жүйесі:
| Әріптік жүйе бойынша бағалар | Балдардың сандық эквиваленті | Балдар (%-тік құрамы) | Дәстүрлі жүйе бойынша бағалар |
|---|---|---|---|
| A | 4.0 | 95-100 | Өте жақсы |
| A- | 3.67 | 90-94 | |
| B+ | 3.33 | 85-89 | Жақсы |
| B | 3.0 | 80-84 | |
| B- | 2.67 | 75-79 | |
| C+ | 2.33 | 70-74 | |
| C | 2.0 | 65-69 | Қанағаттанарлық |
| C- | 1.67 | 60-64 | |
| D+ | 1.33 | 55-59 | |
| D | 1.0 | 50-54 | |
| FX | 0.5 | 25-49 | Қанағаттанарлықсыз |
| F | 0 | 0-24 |
Дәріс сабақтарының тақырыптары
- Аграрлық секторды цифрландыруға кіріспе: мәні, мақсаттары, міндеттері, әлемдік үрдістер
- Ауыл шаруашылығындағы ақпараттық технологиялар: цифрлық платформалар, бұлттық сервистер, деректер базалары
- Геоақпараттық жүйелер (ГАЖ): жұмыс қағидаттары, кеңістіктік деректер, АӨК-дегі қолданылуы
- Агротехнологиялардағы GPS/GNSS-навигация және позициялау жүйелері
- Ауыл шаруашылығындағы Интернет заттар (IoT): датчиктер, мониторинг тораптары, байланыс жүйелері
- Дәлме-дәл егіншілік технологиялары: дифференциалды себу, тыңайтқыш енгізу, су ресурстарын басқару
- Егістік алқаптарын спутниктік және аэрофотомониторинг: әдістер, жабдықтар, деректер талдауы
- Алқаптардың цифрлық карталары және кеңістіктік талдау: құру, интерпретация, қолдану
- Аграрлық сектордағы Big Data: дерек көздері, өңдеу әдістері, қолдану салалары
- Агротехнологиялардағы жасанды интеллект және машиналық оқыту
- Ауыл шаруашылығындағы модельдеу және болжау: өнімділік, тәуекелдер, тиімділік
- Аграрлық процестерді автоматтандыру және роботтандыру: роботтар, автопилоттар, автономды тракторлар
- Шаруашылықты басқарудың цифрлық платформалары (FMIS, ERP, CRM) және traceability-жүйелері
- Цифрлық егіздер және смарт-фермалар (Smart Farming): тұжырымдама, құрылымы, мысалдары
- Цифрлық технологиялардың экономикалық тиімділігі және экологиялық тұрақтылығы
Негізгі әдебиет
- Курдюмов В. М., Жученко А. А. Цифровые технологии в сельском хозяйстве. — Москва: Колос, 2021. Гусев А. В., Назаренко И. И. Информационные технологии в агробизнесе. — Москва: Инфра-М, 2020. Qin Zhang (Ed.). Precision Agriculture Technology for Crop Farming. — CRC Press, 2015. David Clay, Sharon Clay. Practical Mathematics for Precision Farming. — Springer, 2017. Shibusawa S., Ninomiya S. Handbook of Precision Agriculture. — Springer, 2022. Basso B., Antle J. Digital Agriculture: Markets, Technologies, and Impacts. — Springer, 2023. Pierce F. J., Nowak P. Advancing Digital Agriculture & Smart Farming. — Elsevier, 2021. Тагаров Б. Ж., Дмитриева Т. М. Геоинформационные системы в агротехнологиях. — Алматы: Эверо, 2019. Sørensen C. G., Fountas S. Smart Farming Technologies. — Academic Press, 2020. Редькин А. И. Современные цифровые платформы в АПК: теория и практика. — Москва: РГАУ-МСХА, 2022.
Қосымша әдебиеттер
- Gebbers R., Adamchuk V. I. Precision Agriculture and Food Security. — Science, 2010. Lindblom J., Lundström C. Smart Farming: Digitalization in Agriculture. — Springer, 2019. Evans L., Williams C. Digital Twins in Agriculture. — Elsevier, 2022. Wolfert S., Ge L., Verdouw C. Big Data in Smart Farming. — Springer, 2021. Aubert B., Schroeder A. Digital Transformation in Agri-food Sector. — Palgrave Macmillan, 2021. Srinivasan A. (Ed.) Handbook of Agricultural Informatics. — CRC Press, 2012. Adamchuk V., Hummel J. Sensors for Precision Agriculture. — Springer, 2016. Веденяпин А. В. Геоинформационные системы в сельском хозяйстве. — Москва: Лань, 2020.
