CC BY
65
SCIENCE TIME
РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНО-АППАРАТНОЙ ПЛАТФОРМЫ ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ ДЕТЕЙ С УМСТВЕННОЙ ОТСТАЛОСТЬЮ
Поликовская Дарья Викторовна, Волгоградский государственный технический университет, г. Волгоград
E-mail: kojouna@gmail.com
Шабалина Ольга Аркадьевна, Волгоградский государственный технический университет, г. Волгоград
E-mail: o.a.shabalina@gmail. com
Аннотация. Данная статья посвящена проблеме использования компьютерных средств в обучении детей с умственной отсталостью. Предложена концепция программно-аппаратной платформы, позволяющей развивать умственные и творческие способности и тренировать мелкую моторику рук таких детей. Разработана архитектура платформы и предложено решение для организации специализированного компьютерного учебного класса для коррекционных школ 8 типа.
Ключевые слова: программно-аппаратная платформа, развитие интеллектуальных способностей, мелкая моторика рук, архитектура сети учебного класса.
Во всем мире среди нормальных детей живут дети, не имеющие соответствующих возрасту нормальных когнитивных способностей (их обычно называют «умственно отсталыми»). Такие дети они не способны познавать, проявлять самостоятельную и социальную компетентность в соответствии возрастной группе. В России таких детей около 3% [1].
Дети с умственной отсталостью чаще всего обучаются в специализированных учреждениях на индивидуальной основе. Для обучения таких детей используют специализированные тренировочные методики. Для развития интеллектуальных способностей ребенка воспитатели используют карточки и тетрадки с цветными изображениями животных и предметов. Большую часть времени воспитатели тренируют индивидуально каждого ребенка и контролируют прогресс в обучении [2, 3]. Дети, которые имеют успехи
в обучении, допускаются к специализированным обучающим компьютерным играм.
Для улучшения моторики рук используются различного вида предметы, такие как пластилин, специальные массажные мячики, кубики и бублики [4]. Разработаны специальные тренажеры, для тренировки разного вида моторики рук и ног, но они предназначены только для тренировки.
Много времени приходится воспитателям проводить с каждым ребенком по отдельности. В частности, в Волгограде для обучения таких детей существует Волгоградский Дом-интернат для умственно отсталых детей. В данном учреждении используются традиционные методики обучения. Т.е. дети учатся идентифицировать предметы с помощью сопоставления того, что нужно, из существующих вариантов ответов.
Данные методы подразумевают под собой групповые занятия и тренировку гимнастику рук, ног и на внимательность. Они ставят перед воспитателями-дефектологами три основные задачи - дать ученикам знания, умения и навыки по общеобразовательным предметам, воспитать у них положительные личностные качества - честность. Правдивость, доброжелательность к окружающим, любовь и уважение к труду, скорректировать имеющиеся у них дефекты и таким образом - подготовить их к социальной адаптации, к жизни среди нормальных людей.
Применение таких способов обучения не всегда оказывается эффективным. Каждому ребенку необходимо уделить особенное внимание и отдать много сил на то, что бы объяснить обозначение того или иного предмета и как он выглядит. Ребенок должен за время обучения научиться идентифицировать тот или иной предмет из существующих и понимать, что это именно то, что нужно. От данного вида методик обучения, как говорят работники: "воспитатели сильно устают". А использовать компьютерные игры может не каждый ребенок, примерно 1 из 10ти детей с умственной отсталостью может работать за компьютером. Большая часть детей не допускается из-за проблем с мелкой моторикой рук или психических нарушений.
Применение в обучении компьютерных программных средств существенно повышает эффективность обучения детей. Это подтверждают и сами воспитатели. Существует ряд программ, позволяющих обучаться [5, 6]. В разработанных программах есть возможность по отдельности изучать предметные области, такие как изучение алфавита, математики, русского языка, обучение предметам существующим в домашней и рабочей среде. Отдельно созданы программы, позволяющие выполнять задания без использования тех или иных объектных манипуляторов (мышь или клавиатуру), управление происходит за счет определения видео камерой нахождения рук или головы и сопоставления с отражением на экране. Все такие программы имеют
ограничения, т.к. ребенок в данных случаях отрабатывает навыки только в одном направлении.
Исследования показывают, что наиболее эффективным способом обучения таких детей является обучение, в котором совмещены задания на развитие памяти ребенка и на тренировку мелкой моторики рук. Однако данного вида компьютерные системы не разработаны.
В работе предложена концепция программно-аппаратной платформы, предназначенной для обучения и социализации детей с умственной отсталостью, развития их умственных и творческих способностей и тренировки мелкой моторики рук. Ребенок знакомится с различными объектами, с которыми он сталкивается в реальном мире, и учится их распознавать и различать.
Программно-аппаратная платформа включает в себя рабочие места воспитателя и учеников. Рабочее место ученика представляет собой программно-аппаратный модуль, состоящий из трех манипуляторов, соединенных единой сетевой программой. Каждый манипулятор включает монитор, динамик, датчик нижнего полигона и датчик касания. При отображении на нескольких мониторах различных объектов и воспроизведении с помощью динамика звука, характерного для одного из них, ученик должен нажать на датчик касания того манипулятора, монитор которого, по его мнению, отображает соответствующий объект. Для выполнения заданий, связанных с перестановкой манипуляторов (например, расстановка манипуляторов в заданном порядке соответствии с заданием), используются датчики нижнего полигона. Визуальное представление объектов позволяет ребенку вырабатывать зрительную память, а звуковое сопровождение развивает слуховое восприятие [8].
Все результаты выполнения ребенком заданий передаются на рабочее место воспитателя, который контролирует и может изменять набор заданий индивидуально для каждого ребенка в зависимости от его текущих успехов.
Разработана архитектура сети специализированного компьютерного учебного класса для коррекционных школ 8 типа, позволяющая реализовать предложенную концепцию (рис.1).
На компьютерах учеников установлена ОС Windows Server 7, на сервере — серверная операционная система того же семейства. Сервер работает с ролями «Контроллер Active Directory», «Файловый сервер» (samba), «Интернет-шлюз» (управляемый групповыми политиками «общий доступ к интернет», ISA или дополнительное ПО).
На все компьютеры установлены: обучающее ПО, антивирус, дополнительное необходимое ПО.
SCIENCE TIME
Рис. 1 Архитектура сети учебного класса
Пользователи авторизуются в Active Directory, получая права с соответствии с групповыми политиками. Доменные службы Active Directory предоставляют распределенную базу данных, в которой хранятся сведения о сетевых ресурсах и прикладные данные из приложений, поддерживающих службу каталогов, а также осуществляется управление хранящейся информацией. Администраторы могут использовать доменные службы Active Directory для упорядочения в иерархическую вложенную структуру элементов сети, таких как пользователи, компьютеры и другие устройства [7].
Файл-сервер решает все задачи по предоставлению единого информационного пространства и доступа к интернет, хранению профилей пользователей. Стоимость такого решения в основном определяется задачами, выполняемыми рабочими классами и количеством учебных мест, большая часть ее — стоимость «железа» и лицензий для рабочих классов.
Сервер решает следующие задачи:
- управление пользователями;
- предоставление доступа к учебной информации, поддержка учебного процесса;
- безопасный доступ к пользовательскому программному обеспечению;
- доступ к Интернет;
- контроль пользователей;
- формирование единого информационного пространства.
На рабочих местах установлены «тонкие клиенты» - бездисковые компьютеры, представляющие собой, на время тестового решения, домашний компьютер и 3 сенсорных малостоящих сенсорных телефона, в дальнейшем компьютеры специализированного класса и специально разработанные манипуляторы.
Сервер программно-аппаратной платформы создает сеанс работы
SCIENCE TIME
пользователя, при этом сам «тонкий клиент» обеспечивает только интерфейс — изображение на мониторе компьютера клиента и манипулятора, ввод и вывод информации.
Архитектура платформы показана на рис.2.
Главным преимуществом такой схемы является низкая стоимость рабочих мест, гибкая архитектура, полностью централизованное управление, возможность модернизации и ремонта рабочих мест путем замены в рамках бюджета, очень высокая защищенность.
В целом, решение, построенное на «тонких клиентах» и группе, обеспечивает существенно большие возможности. Это связано с тем, что основные затраты здесь идут не на лицензии для рабочих мест, а на аппаратную часть манипуляторов и серверов и сетевую инфраструктуру, которые позволяют гибко использовать ресурсы системы, устанавливать дополнительные сервисы. Для построения обучения в классической схеме с использованием манипуляторов потребуется серьезная работа над сетевой инфраструктурой и установка дополнительных серверов.
Сервер
ПО воспитателя 1 ~
Модуль конт
золя доступа
Клиент (ПК ученика)
БД
<и
Е
<и
-м Й
ПО ученика
Драйверы манипулятора
о о
3
Специализированный манипулятор
Рис. 2 Архитектура платформы
Применение разработанной программно-аппаратной платформы в обучении детей с умственной отсталостью позволяет развивать умственные способности ребенка и одновременно тренировать мелкую моторику рук. Обучение происходит в режиме реального времени, результаты выполнения ребенком заданий сразу же передаются на рабочее место воспитателя, который
контролирует процесс обучения и может изменять набор заданий индивидуально для каждого ребенка в зависимости от его текущих успехов. Таким образом, повышается эффективность обучения детей с умственной отсталостью, дети мотивированы использовать компьютер и работать в игровом режиме. Эффективность воспитателя увеличивается за счет уменьшения времени на составление отчетности на каждого ученика и позволяет одновременно обучать весь класс, при этом при выявлении проблем сразу же может подойти и помочь ребенку разобраться с заданием.
Литература:
1. Обучение умственно-отсталых детей [Электронный ресурс]. - URL: http:// xreferat.ru/77/118-1-obuchenie-umstvenno-otstalyh-deteiy.html
2. Нетрадиционный подход в работе с умственно отсталыми детьми при системном недоразвитии [Электронный ресурс]. - URL: http://aplik.ru/konspekty/ netraditcionnyi-podkhod-v-rabote-s-umstvenno-otstalymi-detmi-pri-sistemnom-nedorazvitii/
3. Веретенникова А. Ю. Образовательная программа по КИК (компьютерно-игровой комплекс) / А. Ю. Веретенникова, А. А. Токарев // Молодой ученый. — 2012. — №9. — С. 271-274
4. Статья, Мельникова В. А. «Упражнения для развития моторики у детей с умеренной и тяжелой интеллектуальной недостаточностью» [Электронный ресурс]. - URL: http://defectus.ru/publ/roditeljam/ rabota_s_detmi_s_tj azhelymi_i_mnozhestvennymi_narushenij ami/
uprazhnenij a_dlj a_razvitij a_motoriki_u_detej_s_umerennoj
5. Кукушкина О. И. Компьютер в специальном обучении. Проблемы. поиски, подходы //Дефектология. 1994. — № 5
6. Величковский Б. М. Психология восприятия./ Б.М. Величковский, В.П. Зинченко, А.Р. Лурия - М.: Изд-во МГУ, 1973
7. Обзор доменных служб Active Directory [Электронный ресурс]. - URL: https:// technet.microsoft.com/library/9a5cba91-7153-4265-adda-c70df2321982
