Розробка комп’ютерного тренажеру

5. Однак досвід показує, що відмова від лекцій знижує науковий рівень підготовки студентів, порушує системність та рівномірність роботи протягом семестру. Тому лекція продовжує залишатися ведучою формою організації навчального процесу у вузі.

У навчальному процесі створюється ряд ситуацій, коли лекційна форма не може бути замінена ніякою іншою:

• у разі відсутності підручників лекція – основне джерело інформації;

• новий матеріал з певної теми не знайшов ще відображення в існуючих підручниках або деякі його розділи застаріли;

• окремі теми підручника особливо важкі для самостійного засвоєння і потребують методичної переробки лектором;

• з основних проблем курсу існують протилежні концепції. Лекція необхідна для їх об’єктивного висвітлення;

• у випадках, коли особливо важливим є емоційний вплив лектора на студентів з метою формування їх поглядів.

Переваги лекції:

• творче спілкування лектора з аудиторією, співтворчість, емоційна взаємодія;

• лекція – економний спосіб отримання у загальному вигляді знань;

• лекція активізує мисленнєву діяльність, якщо її добре зрозуміли та уважно прослухали, тому задача лектора – розвивати активну увагу студентів, викликати рух думки за думкою лектора.

Використовуючи електронні засоби навчання необхідно забезпечити робочі місця лектора, вчителя, студента, які можна охарактеризувати так:

Робоче місце лектора є комплексом програмних засобів, у тому числі електронний підручник, які забезпечують підготовку та проведення лекційно-аудиторного заняття з навчального курсу у ВНЗ. Лекції проводитимуться у лекційній аудиторії, обладнаній комп’ютерними засобами відображення навчального матеріалу.

Робоче місце викладача забезпечує такі функції: підготовка та управління проведенням практичного заняття з навчального курсу, формування навчального матеріалу для теоретичної частини заняття, формування навчальних завдань для практичної роботи студентів та контрольних робіт, автоматизовану перевірку виконання навчальних завдань. Заняття проводяться у комп’ютерній аудиторії, обладнаній комп’ютерною мережею.

Робоче місце студента забезпечує такі функції: виконання практичних завдань, самостійну роботу над вивченням теоретичного матеріалу, виконання контрольних робіт. Крім того, електронний підручник може бути установлений на локальному комп’ютері у конфігурації, яка забезпечує самостійну роботу студента на вивчення усього курсу дисципліни.

В умовах такої ситуації висуваються вимоги до електронного навчального засобу, які відображаються у функціональних вимогах до програмного продукту.

Програмний засіб забезпечує ефективну організацію навчального процесу, взаємодію лектора з дисципліни - користувача ПЗ, викладача - користувача ПЗ та студента-користувача ПЗ.

Для здійснення ефективної організації навчального процесу  та забезпечення взаємодії всіх учасників цього процесу висуваються загальні вимоги до архітектури програмного продукту.

Програмний засіб відповідно до архітектурних вимог на кожному з трьох робочих місць повинен виконувати функцію керівної облонки, яка не залежить від наповнення змістовними навчальними матеріалами з деякої групи навчальних дисциплін.

Існуючі сьогодні навчальні комп'ютерні системи в освіті вимагають від користувачів відповідних знань та навичок при виконанні діяльності за умови їх використання.

Діяльність викладача визначається такими видами:

• перевіркою правильності розв’язання завдань: завдання практикуму, домашні завдання, тематичні атестації.

• викладанням нового матеріалу.

• аналізуванням результатів тестування.

Діяльність студента визначається такими видами:

• вивченням нового матеріалу.

• розв’язанням завдання (усно й письмово).

• відповідями на тестові питання.

Нові інформаційні технології навчання дозволяють підвищити якість навчання студентів з урахуванням їх індивідуальних психологічних і фізіологічних особливостей. У цьому виявляється свого роду гуманізація навчання, оскільки знання і вміння можуть бути отримані в комфортніших для студентів умовах.

Чисельні дослідження в галузі застосування комп’ютерів як засобу отримання студентами знань з різних предметів [4, 6] дозволяють зробити висновок, що комп’ютери мають високу активність, сприяють підвищенню науковості та доступності навчання, посиленню самостійної пізнавальної діяльності студентів.

Комп’ютер може бути використаний у навчальному процесі як у навчальній діяльності, де його можливості дуже широкі – від довідника до моделювання конкретної ситуації – так і в управлінні навчальним процесом, де він є сучасним могутнім засобом отримання зворотного зв’язку: студент - комп’ютер – викладач. Комп’ютер може бути успішно використаний при навчанні студентів основам наук. Він дозволяє індивідуалізувати самостійність навчання, де може бути реалізована манера засвоєння, відпрацювання інформації, а також манера спілкування кожного окремого студента, при цьому комп’ютер активно включає його в навчальний процес, звертає увагу на найбільш важливі аспекти матеріалу, що вивчається, розширює набір навчальних завдань, які застосовуються [5].

 

3. Сучасні вимоги до розробки комп’ютерного тренажеру

Результати аналізу практики використання програмних засобів учбового призначення дозволяють зробити висновок, що основними причинами створення недостатньо якісних комп’ютерних програм щодо педагогічних вимог є:

• неврахування або фрагментарне врахування дидактичних принципів навчання при їх розробці;
• невідповідне застосування традиційних форм та методів навчання у нову технологію навчання, за якою передбачається використання комп’ютера.

Отже, негативно впливає на ефективність навчання як загальне заперечення традиційних підходів з використанням можливостей сучасних ЕОМ, так й повна їх заміна новими конструкціями. Знайти вірне рішення щодо співвідношення традиційних форм, методів навчання та нових прийомів або шляхів доповнення або заміни традиційних, однозначно неможливо [9, 15].

За умов широкого використання інформаційних технологій, не виникає заперечень, що відбуваються зміни в структурі та змісті освіти. Нові методи навчання, які ґрунтуються на активних, самостійних формах надбання знань та роботі з інформацією, приходять на зміну демонстраційним та ілюстративно-пояснювальним і методам, що набувають свого впровадження у традиційній методиці навчання, орієнтованій в основному на колективне сприйняття інформації. Водночас до цього йде процес використання програмних засобів і систем учбового призначення (пакетів програмних засобів учбового призначення) для підтримки традиційних методів навчання. Зважаючи на те, що запропоновані програмні засоби (системи), які використовуються в учбових цілях, в певній мірі здійснюють навчальні функції, тому викає вимога - програма повинна будуватися відповідно до дидактичних принципів навчання, які визначають дидактичні вимоги до ППЗ. При цьому враховується своєрідність та особливості відповідної науки у методиці викладання кожного навчального предмету, тому виникає необхідність врахування і методичних вимог до ППЗ, які передбачають специфіку та своєрідність кожної конкретної науки та відповідного їй навчального предмету. В свою чергу, обґрунтовуючи педагогічні вимоги до ППЗ, необхідно враховувати також специфіку теми для ППЗ, аргументоване певними методичними цілями, та забезпечувати перевірку педагогічної ефективності використання ППЗ.

При розробці ППЗ слід враховувати й інші фактори, що обумовлені віковими та індивідуальними особливостями учнів, забезпеченням доброзичливої та тактичної форми звертання до учня, можливістю повторних звертань до програми у випадку невдалої спроби. Все це зумовлює позитивне середовище спілкування користувача з ЕОМ, визначаючи ергономічні вимоги до змісту та оформлення ППЗ. Важливо при розробці ППЗ звертати увагу на зручність програми для користувача, тим самим забезпечити процес її впровадження необхідним сервісом, простотою використання, гарантією стійкості від несанкціонованого натискання клавіш, надійністю, можливістю легкого повернення на початкові позиції, розсилкою по сіті (в умовах використання комплекту учбової обчислювальної техніки), можливістю переносу на ЕОМ іншого типу. Зазначене вище певним чином обумовлює технічні вимоги до ППЗ, дотримання яких важливо, бо найменше відхилення від них може призвести до дискредитації самої ідеї використання комп’ютера в учбовому процесі [10].

Загальновідомо, що створення ПЗ, які використовуються в учбових цілях, представляє собою дуже складний процес, який потребує колективної праці не тільки вчителів, методистів, програмістів, але й психологів, гігієністів, дизайнерів. В наслідок чого висувається ряд вимог до ППЗ, щоб їх використання не викликало б негативних (у психолого-педагогічному або фізіолого-гігієнічному аспекті) наслідків, а сприяло б підвищенню ефективності навчального процесу, розвитку особистості учня.

До основних вимог до ППЗ визначають:

• педагогічні вимоги (дидактичні; методичні; обґрунтування вибору тематики учбового курсу; перевірка на педагогічну доцільність використання та ефективність використання);

• технічні вимоги;

• ергономічні вимоги;
• естетичні вимоги;
• вимоги до оформлення документації.

Програмно-технічні вимоги до ППЗ визначають умови щодо забезпечення: стійкості до помилкових та некоректних дій користувача; мінімізації часу на дії користувача; ефективного використання технічних ресурсів; відновлення системної області перед завершенням роботи програми; захист від несанкціонованих дій користувача; відповідність функціонування ППЗ до опису в експлуатаційній документації.

Встановлення єдиного порядку побудови та оформлення основних документів на розробку та використання ППЗ, які створюються в установах та організаціях незалежно від їх відомчої належності, визначено вимогами до оформлення документації на розробку та використання ППЗ.

Забезпечення науковості змісту ППЗ як одна з важливих вимог передбачає пред’явлення засобами програми науково-достовірних даних (за можливістю методами науки, що вивчається). Слід врахувати, що при цьому можливість моделювання, імітації об’єктів, явищ, процесів (як реальних, так і "віртуальних"), що вивчаються, може забезпечити проведення експериментально-дослідної діяльності, яка ініціює самостійне "відкриття" закономірностей процесів, що вивчаються та разом з тим наблизити учбовий експеримент до сучасних наукових методів дослідження.[5, 9]

Вимога адаптивності передбачає реалізацію індивідуального підходу до учнів, урахування індивідуальних можливостей сприйняти запропонований учбовий матеріал. Реалізація адаптивності може забезпечувати різноманітним засобам наочності, декількома рівнями диференціації за наданням учбового матеріалу за складністю, об’єму, змісту.

Вимога забезпечення систематичності та послідовності навчання з використанням ППЗ передбачає необхідність освоєння учнем системи понять, фактів та способів діяльності у їх логічному зв’язку з метою забезпечення послідовності та спадкоємності в оволодінні знаннями, вміннями та навичками.

Вимога забезпечення комп’ютерної візуализації учбової інформації, яка пред’являється ППЗ, що передбачає реалізацію можливостей сучасних засобів візуалізації об’єктів, процесів, явищ (як реальних, так і "віртуальних"), а також їх моделей, зображення їх у динаміці розвитку, у часовому та просторовому русі, зі збереженням можливості діалогового спілкування з програмою.

Вимога забезпечення сумлінності навчання, самостійності та активізації діяльності учня передбачає забезпечення засобами програми самостійних дій з отримання учбової інформації при чіткому розумінні конкретних цілей та задач учбової діяльності. Активізація діяльності учня може забезпечуватися можливістю самостійного керування ситуацією на екрані, вибору режиму учбової діяльності; варіативності дій у випадку прийняття самостійного рішення; створення позитивних стимулів, які спонукають до учбової діяльності, які підвищують мотивацію навчання.

Вимога забезпечення міцності засвоєння результатів навчання передбачає забезпечення усвідомленого засвоєння учнем змісту, внутрішньої логіки та структури учбового матеріалу, який представляється за допомогою ППЗ. Ця вимога досягається шляхом здійснення самоконтролю та самокорекції; забезпеченням контролю на основі зворотнього зв’язку, з діагностикою помилок за результатами навчання та оцінкою результатів учбової діяльності, поясненням сутності припущеної помилки; тестуванням, яке констатує рух у навчанні.

Вимога розвитку інтелектуального потенціалу учня передбачає забезпечення: розвитку мислення; формування вміння приймати оптимальне рішення або варіативні рішення у складній ситуації; формування вмінь ж обробки інформації.

Вимога забезпечення сугестивного (від англійського слова suggest — пропонувати, радити) зворотнього зв’язку при роботі з ППЗ передбачає як забезпечення реакції програми на дії користувача, наприклад при контролі з діагностикою помилок за результатами учбової діяльності на кожному логічно завершеному етапі роботи, так і можливість отримувати передбачувану програмою пораду, рекомендацію про подальші дії або коментоване підтвердження (спростування) висунутої гіпотези.

Застосування візуальних технологій і можливість використання спеціалістом - предметником будь-яких текстових і графічних редакторів для написання вмісту електронного підручника дозволяють без ускладнень освоїти і використати дане середовище для генерації вмісту педагогічних програмних середовищ. Для зручності роботи середовище по генерації вмісту ППЗ допускає розробку проекту по окремих частинах, що дозволяє організувати роботу над підручником декількох спеціалістів – предметників [4].