Моделирующие программы обучения

                                                          ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение………………………………………………………………………………….2

Глава 1.Использование моделирующих программ в обучении…………………….....4

1.1.Понятие об обучающей программе. ………………………………………………..4

1.2.Преимущества и недостатки обучающих программ……………………………….5

1.3.Моделирующие программы обучения как тип обучающих программ…………...8

1.4.Метод моделирования  при решении лингвистических  задач…………………….12

Выводы по Главе 1 «Использование моделирующих программ в обучении»………13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       Введение

       В настоящем постиндустриальном обществе роль информационных технологий чрезвычайно важна, они занимают сегодня центральное место в процессе интеллектуализации общества, развития его системы образования и культуры. Их широкое использование в самых различных сферах деятельности человека диктует целесообразность наискорейшего ознакомления с ними, начиная с ранних этапов обучения и познания.

       Сегодня как школьное, так и высшее образование невозможно без использования информационных технологий, которые позволяют совершенствовать процесс обучения за счет использования новых форм передачи и контроля знаний, умений и навыков. Применяют в учебном процессе различные программные средства: операционные системы, сервисные программные средства, офисные программные средства, языки программирования, системы автоматизированного проектирования, базы данных, обучающие программы, моделирующие программы и др. Несмотря на разнообразие технических средств и технологий, использующихся в учебном процессе, качество обучения зависит прежде всего от совершенства учебного материала, формы его представления и организации учебного процесса.

Возможность использования  комплекса средств (текста, звука, графики, мультипликации, видео) для представления  информации в компьютерной обучающей  программе позволяет варьировать  режимы ее представления, показывать явления  в динамике, включать в программу  задания и способы деятельности, выполнение которых невозможно без  использования компьютера, ориентироваться  на различные каналы восприятия обучаемого.

        Систематические исследования в области применения информационных технологий в образовании ведутся более сорока лет. Система образования всегда была очень открыта внедрению в учебный процесс информационных технологий, базирующихся на программных продуктах самого широкого назначения. В учебных заведениях успешно применяются различные программные комплексы – как относительно доступные (текстовые и графические редакторы, средства для работы с таблицами и подготовки компьютерных презентаций), так и сложные, подчас узкоспециализированные (системы программирования и управления базами данных, пакеты символьной математики и статистической обработки).В то же время эти программные средства никогда не обеспечивали всех потребностей педагогов. Начиная с 60-х гг., в научных центрах и учебных заведениях США, Канады, Западной Европы, Австралии, Японии, России (ранее – СССР) и ряда других стран было разработано большое количество специализированных компьютерных систем именно для нужд образования, ориентированных на поддержку разных сторон учебно-воспитательного процесса.

         Изучение с помощью компьютера предполагает самостоятельную работу обучаемого по изучению нового материала с помощью различных средств, в том числе и компьютера. Характер учебной деятельности здесь не регламентируется, изучение может осуществляться и при поддержке наборов инструкций, что и составляет суть метода программированного обучения, лежащего в основе технологии CAI. Изучение на базе компьютера предполагает использование преимущественно программных средств, обеспечивающих эффективную самостоятельную работу обучаемых.           

       Обучение на базе компьютера подразумевает всевозможные формы передачи знаний обучаемому (с участием педагога и без).Оценивание с помощью компьютера может представлять собой и самостоятельную технологию обучения, однако на практике оно входит составным элементом в другие, поскольку к технологиям передачи знаний в качестве обязательного предъявляется и требование о наличии у них специальной системы оценки качества усвоения знаний. Такая система не может быть независимой от содержания изучаемой дисциплины и методов, использующихся педагогом в традиционном обучении или реализованных в обучающей программе.

Глава 1.Использование  моделирующих программ в обучении

1.1 Понятие  об обучающей программе

        Необходимо  заметить, что до сих пор не  существует четкого определения  обучающей программы или электронного  учебника, равно как и нет общепринятого  названия для компьютерных обучающих  систем. В литературе встречаются  самые разнообразные варианты  названия и соответствующие им  определения.

И.А. Калинин определяет электронное  средство обучения как программное  средство, содержащее некоторый материал по учебной теме или курсу и  средства для проверки его усвоения. При этом изначально предполагается, что средство будет использоваться либо как дополнение к существующему  учебнику (и проводимому бучению), либо выполняет задачи "репетитора".

Н.И. Пак: "Электронный  учебник - в большей степени инструмент обучения и познания, и его структура  и содержание зависят от целей  его использования Он и репетитор, и тренажер, и самоучитель". Особую значимость он приобретает при использовании  в нелинейных технологиях и коммуникационных системах.

С.А. Христочевский "Электронный  учебник - программно-методический комплекс, обеспечивающий возможность самостоятельного или при участии преподавателя  освоения учебного курса или его  большого раздела именно с помощью  компьютера. ЭУ или курс обычно содержит три компонента: презентационную  составляющую, в которой излагается основная информационная часть курса; упражнения, способствующие закреплению полученных знаний; тесты, позволяющие проводить объективную оценку знаний учащихся". Таким образом, электронное средство обучения - это обучающая программная система комплексного назначения, которая обеспечивает непрерывность и полноту дидактического цикла процесса обучения, предоставляет теоретический материал, обеспечивает тренировочную учебную деятельность, осуществляет контроль уровня знаний, а также обеспечивает информационно-поисковую деятельность, математическое и имитационное моделирование с компьютерной визуализацией, сервисные услуги при условии интерактивной обратной связи.

1.2Преимущества  и недостатки обучающих программ

            В основе учебных пособий часто  лежит методика программированного  обучения, что налагает определённые  требования на структуру и  методику обучения с использованием  этих средств. С технической  точки зрения, такие учебные средства  часто имеют характер презентаций  и строятся как наборы слайдов.

Такой подход не отвечает традиционному  понятию учебника - основного средства обучения. В нём из поля зрения пользователя практически полностью выпадают возможности, касающиеся поиска и анализа  информации, не формируются навыки самостоятельной исследовательской  работы, затруднена возможность варьирования содержания обучения. Построенные таким  образом средства тяжело вносить  в учебный процесс.

Несмотря на неоспоримые  достоинства, применение электронных  обучающих средств не лишено определенных недостатков. В их числе недостатки, вызванные специфическими особенностями  работы с информацией на электронных  носителях (чтение с экрана менее  удобно, чем с листа бумаги, вызывает повышенную утомляемость органов зрения, требует наличия соответствующих технических средств и т.д.). Гораздо более существенны недостатки, вызванные погрешностями в написании электронных учебников. Это выражается в отсутствии: учета психолого-педагогических требований; адресности (учета индивидуальных особенностей обучающегося, состояния его здоровья (например, инвалидности), профессиональной направленности в обучении и т.д.); унификации в использовании терминологии и обозначений; междисциплинарных связей и недостаточной преемственности материала; единого подхода к подбору иллюстративного материала.

Такая ситуация возникла вследствие того, что процесс интенсивного создания электронных учебников начался  сравнительно недавно, и во многом он протекает стихийно, поэтому в  коллектив разработчиков программных  продуктов учебного назначения не всегда входят специалисты в области  педагогики и психологии, эргономики, медицины и т.д.

Для устранения этих недостатков  предлагается другой подход к построению электронных учебников, основанный на понимании электронного учебника как открытой информационной системы. При этом подходе основу учебника составляет собственно информационное наполнение.

Информационные системы - это совокупность тем или иным способом структурированных данных (базы данных) и комплекса аппаратно-программных  средств для хранения данных и  манипулирования ими.

В обучающей системе должны быть предусмотрены следующие типы модулей учебного материала:

Текстовые. Основу в таких  модулях составляет текст с гиперссылками  на другие модули.

Статические иллюстрации  в различных графических форматах.

Видео и аудио фрагменты.

Программные модули расширения, (в виде стандартных библиотек DLL).

Для выполнения задач поиска в системе предусмотрен механизм полнотекстового поиска, что позволяет  искать нужный материал по ключевым словам или содержанию.

Система спроектированная с  учетом вышеизложенных критериев позволяет  реализовывать как традиционную схему построения учебных программных  средств, так и практически любую  другую. Она позволяет хранить  и обрабатывать значительно больший  массив информации, за счёт средств  редактирования и индексации, работающих с тем же материалом, что и средства просмотра.

На этапах разработки и  внедрения обучающей программы  возникает вопрос о целесообразности применения этого средства обучения, а, следовательно, необходимость выявления  преимуществ компьютерных обучающих  технологий перед традиционными  средствами обучения, которые успели зарекомендовать себя с лучшей стороны  за долгие годы использования.

Традиционные способы  обучения, такие как чтение научной  литературы, прослушивание лекций, посещение семинаров, просмотр учебных  видеофильмов, издавна зарекомендовали  себя как эффективные средства получения  знаний, на которых выросло не одно поколение школьников и студентов.

Каждое из перечисленных  средств имеет ряд недостатков: информация представляется, как правило, только в одной форме, а отсюда - недостаточная иллюстративность классических учебников или, в случае видео- и  аудиокассет, необходимость использования  дополнительных носителей информации в виде пояснительных брошюр; поиск  информации в любом из перечисленных  видов обучения - длительный и трудоемкий процесс; отсутствие эффективных способов проверки знаний обучающегося приводит к тому, что контроль над процессом  усвоения материала может осуществляться только преподавателем.

Объединить все лучшее, что существует в традиционных способах обучения и устранить отмеченные недостатки можно, используя возможности электронной формы представления информации.

Таким образом, обучающие  программы обладают следующими основными  преимуществами: интерактивность, бесценная  для образовательного процесса, позволяющая  без усилий выполнять рутинные операции (поиск, вычисления) и индивидуализировать  получение и усвоение информации; долговременная актуальность. Электронные  издания практически вечны: основные затраты приходятся на разработку первой версии, а текущие изменения, дополнения требуют сравнительно малых затрат.

Изучив различные средства обучения, можно сказать, что электронные  средства обучения значительно превосходят  традиционные средства по возможностям поиска и навигации, а также по наглядности, в то время как контроль знаний и обратная связь с преподавателем оставляют желать лучшего, представляя  обширную область для дальнейших исследований и разработках.

1.3 Моделирующие  программы обучения как тип  обучающих программ.       

 Основанием для классификации служат обычно особенности учебной деятельности обучаемых при работе с программами. Не отрицая важности классификации информационных технологии обучения, заметим, что для их эффективного применения педагогу в первую очередь необходимо ориентироваться в соответствующем программном обеспечении.

Программное обеспечение, использующееся в ИТО, можно разбить на несколько  категорий:

• обучающие, контролирующие и тренировочные  системы,

• системы для поиска информации,

• моделирующие программы,

• микромиры,

• инструментальные средства познавательного  характера,

• инструментальные средства универсального характера, инструментальные средства для обеспечения коммуникаций. Под инструментальными средствами понимаются программы, обеспечивающие возможность создания новых электронных ресурсов: файлов различного формата, баз данных, программных модулей, отдельных программ и программных комплексов. Такие средства могут быть предметно-ориентированными, а могут и практически не зависеть от специфики конкретных задач и областей применения.

 Моделирующие программы основаны на графически-иллюстративных возможностях компьютера, с одной стороны, и вычислительных, с другой, и позволяют осуществлять компьютерный эксперимент. Такие программы предоставляют ученику возможность наблюдать на экране дисплея некоторый процесс, влияя на его ход подачей команды с клавиатуры, меняющей значения параметров.

          Одной из важнейших и распространенных причин использования моделирующих программ в обучении является потребность моделирования или визуализации каких-либо динамических процессов, которые затруднительно или просто невозможно воспроизвести в учебной лаборатории или классе. Такие программы, позволяющие моделировать эксперименты, воображаемые или реальные жизненные ситуации, используются для активизации поисковой деятельности обучаемых и в качестве самостоятельных программных средств, и в составе обучающих систем.

         Компьютерное моделирование может основываться на математической модели, лабораторном эксперименте, анимации, в которых представлена работа некоторого предприятия, протекание того или иного процесса и т. д. В моделирующих программах возможно широкое использование интерактивной графики(т.е. поддерживающей режим диалога),дающей обучаемому возможность не только наблюдать особенности изучаемого процесса, но и исследовать эффекты влияния меняющихся параметров на получаемые результаты, «поворачивая» с помощью мышки рукоятки приборов, «смешивая» растворы и т. д. Моделирующие программы могут быть и автономными, но чаще они входят в качестве подсистем в АОС. Например, в уже упоминавшемся электронном учебнике «Открытая физика» изучение теоретического материала, решение задач поддерживается работой с моделирующими программами, которые дают обучаемому целостное представление об изучаемом процессе, активизируют познавательную деятельность, позволяют стать настоящим экспериментатором. В учебнике создается особая образовательная среда, в которой помимо математической модели, позволяющей изучить влияние всех параметров «в числах», можно увидеть происходящие изменения и на графиках, и в видеоизображении физического процесса. Интересным направлением компьютерного моделирования является практикуемое за рубежом, а также в ряде российских школ LEGO-конструирование на основе аппаратно-программного комплекса LEGO-лаборатория Control Lab, состоящего из конструктора «ЛЕГО-лаборатория», пульта управления, подключенного к персональному компьютеру и программы для разработки проектов. Работа с этим комплексом знакомит детей с основами конструирования, моделирования, автоматического управления с помощью компьютера.