CC BY
13Решетнеескцие чтения. 2015
УДК 378.147.88
СПОСОБ СОЗДАНИЯ ИНТЕРАКТИВНЫХ ДЕМОНСТРАЦИЙ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ИНЖЕНЕРНОГО МЫШЛЕНИЯ
Г. М. Гринберг1, Д. В. Романов2
1 Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 ^Красноярский государственный педагогический университет имени В. П. Астафьева Российская Федерация, 660049, г. Красноярск, ул. Ады Лебедевой, 89 Е-mail: 1grinberg_gm@mail.ru, 2d-v-romanov@yandex.ru
Показано место и значение интерактивных демонстраций при формировании системного мышления у будущих инженеров. Описана технология создания интерактивных демонстраций.
Ключевые слова: мультимедийное электронное издание, интерактивные демонстрации, развитие системного мышления.
TO THE METHOD TO CREATE INTERACTIVE DEMONSTRATIONS TO TRAIN ENGINEER THINKING
G. M. Grinberg1, D. V. Romanov 2
1 Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation 2Krasnoyarsk State Pedagogical University named after V. P. Astafyev 89, Ada Lebedeva Str., Krasnoyarsk, 660049, Russian Federation Е-mail: :grinberg_gm@mail.ru, 2d-v-romanov@yandex.ru
Place and role of interactive demonstrations in process offormation of systems thinking is elaborated with respect to future engineers. A novel technology to create interactive demonstrations is presented.
Keywords: multimedia electronic resource, interactive demonstrations, training system thinking.
Осуществление задач по формированию инновационной экономики страны, по модернизации и технологическому обновлению производственной сферы, поставленных Президентом России в Послании Федеральному собранию Российской Федерации 2009 года, требует комплексного изменения технического инженерного образования в нашей стране. В новых условиях производству требуются специалисты с высокой профессиональной подготовкой, умеющие решать как традиционные задачи, так и выходить из нештатных ситуаций проблемного характера. Это становится возможным при высоком уровне общетехнической подготовки. Кроме технико-технологических знаний и умений, более важно наличие интегративной составляющей инженерного мышления - системного мышления [1].
В связи с этим перед современной педагогикой с особой остротой стоит задача создания эффективных педагогических технологий формирования системного мышления у будущих инженеров.
Целью статьи является исследование и анализ важности использования для формирования системного мышления у будущих инженеров интерактивных демонстраций, а также представление одного из способов их создания.
Для реализации поставленной цели в первую очередь необходимо определиться с сущностью и компонентами компетенции системного мышления.
В исследовании Е. Н. Ляшко перечислены следующие компоненты компетенции системного мышления, которые должны развиваться у студентов инженерных специальностей в процессе педагогической деятельности технического вуза:
- способность рассматривать явление, процесс, техническую, технологическую ситуацию как систему;
- способность критически оценивать ситуацию в условиях системного подхода к анализу явлений процессов;
- навыки анализа и прогнозирования развитие системы;
- умение выделять базовые элементы рассматриваемой системы;
- умение представлять систему как в статике, так и в динамике;
- навыки генерирования идеи, творческого применения ранее усвоенные знания в условиях системного анализа и синтеза;
- способность к самосовершенствованию компонентов системного мышления [2].
По мнению авторов статьи, развитию системного мышления способствуют учебные мультимедийные электронные издания, предоставляющие дополнительные возможности для наглядно-образного представления абстрактных, сущностных, наиболее зна-
Современное состояние и перспективы развития инженерного образования
чимых сторон и свойств изучаемых явлений, закономерностей, систем, устройств.
Мультимедийное электронное издание представляет собой электронное издание, в котором информация различной природы присутствует равноправно и взаимосвязано для решения определенных разработчиком задач, причем эта взаимосвязь обеспечена соответствующими программными средствами. Учебное электронное издание - это электронное издание, содержащее систематизированные сведения научного или прикладного характера, изложенные в форме, удобной для изучения и преподавания, и рассчитанное на учащихся разного возраста и степени обучения [3].
Широкое использование того или иного вида иллюстраций в трудном для понимания учебном материале, требующем наглядного разъяснения, иллюстрирования, оживления позволят улучшить восприятие, понимание и усвоение сложного изучаемого материала, сократить время обучения студента, повысить эффективность учебно-познавательной деятельности в целом. Ориентация на использование в процессе обучения разнообразных средств наглядного представления соответствующей учебной информации отвечает одному из основных в дидактике принципов обучения - принципу наглядности.
Принцип наглядности обучения при использовании компьютерных информационных технологий, в том числе и учебного электронного издания, приобретает новое качество:
- средства современных информационных технологий существенно повышают качество самой визуальной информации, она становится ярче, красочнее, динамичнее; огромными возможностями обладают в этом плане технологии мультимедиа;
- в связи с тем, что при использовании современных информационных технологий коренным образом изменяются способы формирования визуальной информации, становится возможным создание «наглядной абстракции». Если традиционная наглядность обучения подразумевала конкретность изучаемого объекта (об этом говорилось выше), то при использовании компьютерных технологий становится возможной интерпретация существенных свойств не только тех или иных реальных объектов, но и научных закономерностей, теорий, понятий, причем в динамике, если это необходимо [4].
В настоящее время для школьников и студентов уровень профессионально созданного окружающего медийного материала и его качество наголову превосходит уровень, доступный учителям и преподавателям для самостоятельной разработки. Но профессионально созданный материал не всегда по ряду причин доступен и не всегда подходит для решения поставленной конкретной дидактической задачи. Создание же самостоятельно учебным заведением полноценного видеоматериала или интерактивных компьютерных моделей - задача уровня администрации и довольно продолжительного времени работы.
В довузовском периоде жизни умение абстрагировать и анализировать, требуемое для работы с чертежами и статическими изображениями, оттачивается
не достаточно эффективно, что выливается в заметные затраты времени и усилия при изучении технических дисциплин в вузе. Если оставить в стороне вопрос о необходимости развития навыков работы с существующим печатным материалом, для повышения качества учебного процесса желательно повысить уровень наглядности и глубины демонстрационных материалов.
В представленной работе показан альтернативный общепринятым в настоящее время вариант решения вопроса создания демонстрационных материалов, использующий имеющийся или специально создаваемый массив векторных изображений изучаемых устройств (чертежи, макеты, CAD-файлы). Раньше для извлечения и анимации таких данных из контент-контейнеров требовалось специальное программное обеспечение (ПО), обеспечивающее поддержку требуемого функционала с достаточной скоростью. В настоящее время низкоуровневый функционал перенесён в отчуждаемые от пакетов библиотеки, реализуемые ими протоколы и спецификации открыты, а скриптовые языки (языки сценариев Python, Lua и др.) и среды работы (Octave, MathLab) предоставляют комфортный стабильный доступ к этим библиотекам.
Как результат, вместо «толстого клиента» (специализированного ПО) пишется набор утилит, позволяющий проанализировать любой векторный рисунок, разделить его на слои и анимировать их как части физической системы произвольного уровня сложности. При этом сама модель системы создаётся разработчиком в течение часа-двух работы и выливается в компактный, отчуждаемый и высокочитаемый код, представляющий к тому же самостоятельную ценность.
Например, демонстрационное создание обученным разработчиком интерактивной модели двигателя внутреннего сгорания (анимируется пара «цилиндр-поршень») на базе готового чертежа в формате svg с помощью пакета Python занимает около 10 минут.
Подобное решение не конкурирует с существующими пакетами, так как адресует нишу легко создаваемых и физически полных моделей для решения сиюминутных задач обучения с акцентом на лёгкость доработки и передачи потребителям созданного ПО и материалов.
Авторы имеют опыт создания интерактивных анимаций [5] и считают, что предлагаемое решение позволит высвободить творческий потенциал носителей преподаваемого знания - оставшихся активными учителей школ и преподавателей вузов.
Библиографические ссылки
1. Ревин И. А., Червоная И. В. Специфика содержания понятия «системное мышление» инженера [Электронный ресурс]. URL: http://www.science-education.ru/119-14781 (дата обращения: 11.09.2015).
2. Ляшко Е. Н. Интеграция педагогических условий развития системного мышления студентов - будущих педагогов: дис. ... канд. пед. наук. Казань, 2009. С. 119-121.
3. ГОСТ 7.83-2001. Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу.
Решетнееские чтения. 2015
Электронные издания. Основные виды и выходные сведения. Минск, 2001. 22 с.
4. Краснова Г. А., Беляев М. И., Соловов А. В. Технологии создания электронных обучающих средств [Электронный ресурс]. М. : МГИУ, 2001. 224 с. URL: http://imp.rudn.ru/ido.aspx?id=book2 (дата обращения: 11.09.2015).
5. Гринберг Г. М., Романов Д. В. Организация лабораторного практикума с применением информационно-коммуникационных технологий // Практико-ориентированное обучение в профессиональном образовании: проблемы и пути развития : материалы На-уч.-практ. конф., проводимой в рамках XVIII Между-нар. науч. конф. «Решетневские чтения» (11-14 нояб. 2014, г. Красноярск) / под общ. ред. Ю. В. Ерыгина ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2014. С. 290-295.
References
1. Revin I. A., Chervonaya I. V. Spetsifika soderzha-niya ponyatiya "sistemnoe myshlenie" inzhenera. URL: http://www.science-education.ru/119-14781 (date of visit: 11.09.2015).
2. Lyashko E. N. Integratsiya pedagogicheskikh usloviy razvitiya sistemnogo myshleniya studentov -budushchikh pedagogov : dis. ... kand. ped. nauk. Kazan', 2009. S. 119-121.
3. GOST 7.83-2001. Sistema standartov po informatsii, bibliotechnomu i izdatel'skomu delu. Elektronnye izdaniya. Osnovnye vidy i vykhodnye svedeniya. Minsk, 2001. 22 s.
4. Krasnova G. A., Belyaev M. I., Solovov A. V. Tekhnologii sozdaniya elektronnykh obuchayushchikh sredstv. M. : MGIU, 2001. 224 s. URL: http://imp.rudn. ru/ido.aspx?id=book2 (date of visit: 11.09.2015).
5. Grinberg G. M., Romanov D. V. Organizatsiya laboratornogo praktikuma s primeneniem informatsionno-kommunikatsionnykh tekhnologiy Reshetnevskie chteniya : materialy XVIII Mezhdunar. nauch. konf. (1114 noyab. 2014, g. Krasnoyarsk). V 3 ch. Ch. 3. Praktiko-orientirovannoe obuchenie v professional'nom obrazovanii: problemy i puti razvitiya : materialy Nauch.-prakt. konf., provodimoy v ramkakh XVIII Mezhdunar. nauch. konf. "Reshetnevskie chteniya" / pod obshch. red. Yu. V. Erygina ; Sib. gos. aerokosmich. un-t. Krasnoyarsk, 2014. S. 290-295.
© Гринберг Г. М., Романов Д. В., 2015
УДК 378.147
МОБИЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ СТУДЕНТОВ
Т. Г. Долгова
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
Е-mail: dtg_ntg@mail.ru
Рассмотрены возможности применения мобильных технологий в образовательном процессе студентов по специальности «Прикладная информатика в экономике».
Ключевые слова: образовательный процесс, прикладная информатика в экономике, мобильные технологии.
MOBILE TECHNOLOGIES IN THE EDUCATIONAL PROCESS
T. G. Dolgova
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: dtg_ntg@mail.ru
The article discusses the possibility of using mobile technologies in the educational process for students in Applied Informatics in Economics
Keywords: educational process, applied science in economics, mobile technology.
Дистанционное обучение уже основательно закрепилось в сфере образования. На современном уровне развития информационных технологий открываются перспективные возможности предоставления принципиально новых сервисов в сфере образовательных услуг, которые обозначается термином «мобильное
обучение». Если дистанционное обучение дает возможность слушателям учиться удаленно от образовательного учреждения, то мобильное обучение предоставляет возможность обучаться в любое время независимо от местонахождения и при этом обеспечивает непрерывность и высокую гибкость учебного процес-
