CC BY
15
М. Я. ЕПИФАНЦЕВА В. В. МИЩЕНКО
Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия
УДК 378:681.3
КОМПЬЮТЕРНЫЕ СИСТЕМЫ ПОДДЕРЖКИ ПРОЦЕССА ОБУЧЕНИЯ
ПРОАНАЛИЗИРОВАНО СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА В ОБЛАСТИ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ОБУЧЕНИЯ И ПРЕДЛОЖЕНА СТРУКТУРА ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ПОДДЕРЖКИ ПРОЦЕССА ОБУЧЕНИЯ, ЛИШЕННАЯ РЯДА НЕДОСТАТКОВ, ПРИСУЩИХ ТРАДИЦИОННЫМ СИСТЕМАМ ОБУЧЕНИЯ.
Применение ЭВМ в образовательных целях насчитывает более чем 30-летнюю историю. Однако только в 90-х годах прошлого столетия насыщенность персональными компьютерами достигла такого уровня, за которым они стали существенным фактором, влияющим на качество образования. Использование программных средств становится массовым, количество созданных программно-технических комплексов стало сравнимо с количеством традиционных учебников. Следует отметить, что реальная эффективность компьютерного образования оказалась более низкой, чем ожидалось.
Одной из причин, снижающей эффективность компьютерных технологий обучения, является нацеленность учебно-методического обеспечения на решение узкоспециализированных задач. Большую долю этого обеспечения составляют электронные копии учебной литературы, в меньшей мере используется звук и анимация, мультимедиа и ГИС-технологии применены в незначительном числе разработок. Проверка знаний ограничивается в большинстве случаев на выборе одного ответа из нескольких альтернативных.
Практически отсутствуют разделы исследовательского плана, когда учащийся на основе полученных знаний должен решить совокупность задач и тем самым продемонстрировать умение создавать новые знания. В разработанной информационной системе учебно-исследовательского назначения перечисленные недостатки в значительной мере устранены.
Система усложнена'за счет введения новых функциональных блоков и каналов взаимодействия между ними. Разработанный курс "Радиационное загрязнение территорий России" включает в себя:
- учебник, содержащий теоретический, практический и методический материал, структурированный на темы и подтемы, в соответствии с внутренней логикой курса;
- глоссарий, содержащий основные понятия и термины данного курса;
- иллюстрации: набор иллюстраций, содержащий изображения изучаемых в курсе объектов и процессов;
- структурные схемы: схемы и графики, иллюстрирующие взаимосвязи между отдельными фактографическими элементами курса;
- карты, призванные визуализировать теоретический материал на геопространство;
- тестирование: набор тестов, используемых для проверки и оценки знаний обучаемого;
- геоинформационное приложение, которое не только отображает представленную информацию на карте, но и дает возможность ее многостороннего самостоятельного анализа, что способствует лучшему усвоению материала и повышению мотивации обучения;
- информационно-поисковое приложение (образовательный режим работы): компонента, необходимая прежде всего специалистам, использующим данную систему в качестве справочника. В процессе же обучения она призвана обеспечивать динамизм перемещения по курсу;
- видеокомпонента: представляет собой набор видеофрагментов, способствующих восприятию информации в динамике (движении);
- компонента ассистент представлена в виде озвученного мультперсонажа;
- компонента "голосовое управление";
- задачник с набором задач, подсказок, ответов.
Все перечисленные компоненты системы направлены
на реализацию функций:
- формирование и поддержка мотивации обучения;
- повышения эффективности восприятия информации;
- закрепление полученной информации в памяти обучаемого.
Мозг устроен таким образом, что практически не сохраняет немотивированную информацию. В рассматриваемой системе мотивация к обучению реализуется посредством:
- введения системы контроля знаний (периодический и итоговый тесты с выставлением оценки);
-"многофакторного" представления информации (текст, графика, звук, видео);
- персонализация и динамизация интерфейса введением компонента "ассистент".
Повышение эффективности восприятия реализуется следующими компонентами:
- структуризацией и систематизацией текста;
- введением ауди-визуального представления информации;
- нанесением информации на геопространство;
- словарем терминов;
- дружественным пользовательским интерфейсом.
Запоминание включает несколько последовательных
звеньев: перцептивный фильтр (1), оперативная память (2), долговременная память (3). На рис. показана динамика сохранения следов памяти.
3
1 ^ 2 _-С.
Время, ч
Поддержание угасающих следов памяти производится через стимуляцию декларативной (сведения) и процедурной (навыки) памяти обучаемого. Стимуляция декларативной памяти происходит путем задания 2-3 вопросов с вариантами ответов по пройденному материалу через 10-15 минут. Стимуляция процедурной памяти реализуется через аналитическую работу с ГИС - данными в процессе решения задач.
Созданная система предназначена для использования в школах и вузах. В силу своей совместимости со стандартами Интернет, она может быть установлена в сети с целью привлечения внимания к предметной области, представленной компонентой "учебник".
При разработке новой версии системы предусмотрено:
■
X X X
•х х к и X о
- повышение уровня восприятия и запоминания за счет "пассивного" воздействия на мозг (применение методов суггестологии, создание эмоционального фона обучения за счет применения светозвуковых гамм с целью вызвать у обучаемого эффект частичной синестезии и
т.д.);
- повышение обучаемости за счет "активного" воздействия на мозг (например, стимуляция биоэлектрической активности мозга посредством применения технологии Нет^упсит.д.);
- использование активного обучения в процессе интенсивной аналитической умственной работы над информацией. Именно таким образом и формируются знания. Поэтому обучающая система должна не просто
отображать исходную информацию как данность, а предоставлять обучаемому возможность самому получить эту информацию, «выудить» ее из системы за счет подключения аналитического мышления.
Рассмотренная нами система компьютерной поддержки процесса обучения находится на стадии испытаний, по окончании которых планируется ее внедрение в сфере подготовки и переподготовки кадров.
ЕПИФАНЦЕВА Маргарита Ярополковна, кандидат технических наук, доцент кафедры информационной безопасности.
МИЩЕНКО Вячеслав Владимирович, аспирант кафедры информационной безопасности.
И.Л.КУЛИКОВ
Омский танковый инженерный институт
УДК 37В.147.2
ОБЩЕИНЖЕНЕРНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
В СОВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЯХ СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ НАШЕГО ОБЩЕСТВА НЕОБХОДИМО ПРИ РАЗРАБОТКЕ УЧЕБНЫХ ДИСЦИПЛИН И МЕТОДОВ ПОДГОТОВКИ ИНЖЕНЕРНЫХ КАДРОВ ОБЕСПЕЧИТЬ ФОРМИРОВАНИЕ ИНЖЕНЕРНОГО МЫШЛЕНИЯ БУДУЩИХ СПЕЦИАЛИСТОВ НА ОСНОВЕ ОРГАНИЧНОГО СОЧЕТАНИЯ СОЦИАЛЬНОГО И ЛИЧНОСТНОГО АСПЕКТОВ В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ.
Более полно это может быть достигнуто, например, при разработке второго образовательного стандарта, если при определении целей и разработке содержания отдельных учебных дисциплин технического профиля исходить из того обстоятельства, что они в конечном счете обусловлены целями и содержанием инженерной деятельности, а обучение в техническом вузе направлено на развитие умения будущего специалиста формировать инженерное мышление. Такой подход позволяет рассматривать степень сложности формируемых специалистом инженерных решений (общих, локальных или частных) [1] в качестве обобщенного показателя уровня его квалификации. Соответственно при определении целей отдельных учебных дисциплин необходимо разрабатывать перечень производственных задач, которые предстоит решить в будущем инженеру данной специальности. Затем выделить эту группу частных инженерных решений, которые могут быть сформулированы на основе научного и технического знания конкретной учебной дисциплины общеинженерного профиля [2].
Возможен и другой подход: от цели к средству, а именно от необходимости решать технические задачи нового класса, возникшие в результате качественного изменения технического уровня производства или функционального назначения специалиста, к разработке содержания новой учебной дисциплины, на основе которой и возможно их решение. Учитывая, что инженерное решение должно обеспечивать максимальную экономию ресурсов, при определении целей учебных дисциплин технического профиля может быть полезной постановка вопроса: что может выбрать, что оптимизировать будущий инженер, освоив ее содержание?
Так, материаловедение как наука изучает зависимости между химическим составом, структурой и свойствами ! материалов, закономерности их изменения под воздей-I ствием технологических и эксплуатационных факторов. I Поэтому на основе дисциплины «Материаловедение» I могут быть сформулированы решения таких технических 3 задач будущей деятельности инженеров-машиностро-
ителей, как проектирование технологических процессов, позволяющих получить требуемую структуру и свойства материалов, как обеспечение работоспособности изделий путем рационального выбора материалов и способов их упрочнения, и другие.
В соответствии с вторым образовательным стандартом на кафедре № 9 «Технология производства бронетанковой техники» разработана дисциплина «Материаловедение» (ОПД.Ф.03.01), содержание которой представлено в виде учебного пособия - конспекта лекций и групповых занятий. Фактически при его разработке были использованы оба подхода: содержание материаловедения как науки позволило вычислить группу задач, решаемых на его основе; уточнение специфики этих задач привело к изменению отдельных элементов содержания и разработке новой структуры учебной дисциплины.
Освоение содержания таких общеинженерных дисциплин, как «Технология конструкционных материалов», «Основы взаимозаменяемости, стандартизации и технических измерений», изучаемых на младших курсах, позволяет будущему специалисту формировать частные инженерные решения технических задач обеспечения либо функционирования, либо надежности, либо технологичности механизмов и машин. Соответственно этому при разработке содержания общеинженерных дисциплин необходимо выделить свойственные только данной учебной дисциплине специфические законы и принципы проектирования техники и технологии [3]. (Этому требованию должны удовлетворять все учебные дисциплины технического профиля, а не только общеинженерные [4]). Отсутствие четко сформулированных принципов проектирования, осуществляемого на базе знаний, получаемых в процессе обучения, зачастую приводит к тому, что обучающийся может решать только те технические задачи, ход решения и результат которых предопределен соответствующими частными указаниями преподавателя или учебного пособия.
Следует также иметь в виду, что свойства технических объектов, изучаемых во всех учебных дисциплинах
