Летние международные олимпиады для 1-11 классов Участвовать→
Конкурс разработок «Пять с плюсом» июнь 2021
Добавляйте свои материалы в библиотеку и получайте ценные подарки
Конкурс проводится с 1 июня по 30 июня

Виртуальные обучающие системы

В XXI в процесс обучения активно внедряют виртуальные обучающие системы, тренажёры, применяемые в качестве закрепления или усвоения какого-либо учебного материала. За последние годы на рынке компьютерных программ появилось множество различных обучающих систем, тренажёров, которые охватывают множество предметных областей, и призваны помогать человеку в усовершенствовании и тренировке его знаний на протяжении всего периода человеческой жизни.
Просмотр
содержимого документа

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

«Краснодарский краевой базовый медицинский колледж»

министерства здравоохранения Краснодарского края

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВИРТУАЛЬНЫЕ ОБУЧАЮЩИЕ СИСТЕМЫ, ТРЕНАЖЁРЫ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Краснодар 2019


СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………….

3

СВЕДЕНИЯ О ПРОЕКТЕ…………………………………………………….

4

ГЛАВА 1. ОБЗОР РАЗВИТИЯ В ОБЛАСТИ ВИРТУАЛЬНЫХ ОБУЧАЮЩИХ СИСТЕМ И ТРЕНАЖЁРОВ……………………………….

6

1.1. История создания и применения виртуальных обучающих систем и тренажёров…………………………………………………………..

6

1.2. Роль виртуальных обучающих систем и тренажёров в учебном процессе……………………………………………………………...

7

1.3. Проблемы и перспективы развития виртуальных обучающих систем и тренажёров…………………………………………………………..

9

ГЛАВА 2. СРЕДСТВА РАЗРАБОТКИ ВИРТУАЛЬНЫХ ОБУЧАЮЩИХ СИСТЕМ И ТРЕНАЖЁРОВ …………………………………………………

11

2.1. Проектирование виртуальных обучающих систем и тренажёров……………………………………………………………………..

11

2.2. Принцип работы виртуальных обучающих систем и тренажёров…………………………………………………………………….

13

ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЯ………………………………………………...

15

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ………………………….

16

 


ВВЕДЕНИЕ

 

В XXI в процесс обучения активно внедряют виртуальные обучающие системы, тренажёры, применяемые в качестве закрепления или усвоения какого-либо учебного материала. За последние годы на рынке компьютерных программ появилось множество различных обучающих систем, тренажёров, которые охватывают множество предметных областей, и призваны помогать человеку в усовершенствовании и тренировке его знаний на протяжении всего периода человеческой жизни.

Большая часть программ носит субъективных характер, отражающий интеллектуальный уровень знаний авторов в области программирования, и написаны в соответствии с взглядами разработчиков на компьютерную технологию обучения. Это приводит к тому, что ряд программ имеют крайне ограниченные функциональные возможности и не позволяют в полной мере усвоить преподносимый материал. 


ГЛАВА 1. ОБЗОР РАЗВИТИЯ В ОБЛАСТИ ВИРТУАЛЬНЫХ ОБУЧАЮЩИХ СИСТЕМ, ТРЕНАЖЁРОВ

 

1.1. История создания и применения виртуальных обучающих систем, тренажёров

 

В настоящее время для более полного изучения дисциплин, обучающимися используются виртуальные тренажёры. Существенное уменьшение финансовых затрат на обучение в комплексе с широкими возможностями виртуального тренажера делают это направление привлекательным для любых пользователей, в том числе для университетов. Они в свою очередь пытаются обеспечить доступ любых пользователей к обучающей информации через глобальную сеть Интернет, тем самым решая проблему обучения студентов.

В сети существует огромное количество обучающих систем, тренажёров. Виртуальные обучающие системы, тренажёры представляют собой программно-технические комплексы, включающие в себя методическую, учебную и организационную поддержку процесса обучения, проводимого на базе информационных технологий. Создание виртуальных обучающих систем, тренажёров  для повышения уровня знаний людей создавалась главным образом силами специалистов различных областей. В процессе создания многие результаты исследовательской работы в данной отрасли долгое время были недоступны широкой публике, что не позволяло оценить достигнутый уровень разработок и вести широкий обмен научными данными и опытом.

Однако после того как многие ограничения были сняты, огромное количество людей смогли убедиться в том, какую качественную и трудную работу проделали специалисты для того чтобы мы могли повышать уровень своих знаний не выходя из дома. В соответствии с проделанной работой нынешние тренажеры является самыми популярными средствами обучения во всех сферах образования. Основные силы проектировщиков были сосредоточены на том, как сделать систему образования проще для различных слоёв населения.

Технологии компьютерных тренажёров в последнее десятилетие перешли технологическую границу, от которой человек уже не сможет отказаться. Вследствие этого проектировщики виртуальных обучающих систем и тренажёров получили возможность свободного творчества в выборе тем для расширения своей деятельности.

Сегодня рынок программных продуктов предлагает большой ассортимент готовых обучающих систем по любой дисциплине, позволяющих обеспечивать весь цикл разработки учебных материалов и управления процессом обучения с использованием дистанционных технологий.

 

1.2. Роль виртуальных обучающих систем, тренажёров в учебном процессе             

 

Виртуальный тренажёр предназначен, прежде всего, для дистанционной формы обучения. Поэтому он, кроме основного текста, содержит справочный материал, необходимый при возникновении затруднений во время самостоятельной работы. Поэтому для данного веб-тренажера важно наличие гиперссылок, включающие в себя указатели, дополнительный текст, мультимедиа, списки определений.

Основные задачи, которые решаются с помощью компьютерных тренажёров – теоретическая подготовка обучаемых, отработка ими практических навыков и знаний, а также их проверка и тестирование. 

Так же, еще одной немало важной задачей виртуальных обучающих тренажёров является привитие навыков определенного вида практической деятельности. Таким образом, перед тренажёром стоит задача: научить решать математические примеры различного типа, освоив работу численных алгоритмов и т.д. Решение любого типа задачи может быть описано с помощью некоего алгоритма как последовательности вычислительных и других действий, однозначно приводящих к ответу на поставленную задачу, исходя из некоторого набора известных и заданных данных

Виртуальные тренажёр представляет собой инновационный обучающий ресурс в области образовательных технологий и обеспечивает формирование практических навыков применения полученных знаний и умений на основе приближения обучения к реальным процессам.

Дальнейший прогресс технических систем профессиональной подготовки связан с использованием в тренажёрах специально сконструированных искусственных сред деятельности, в том числе и созданных на основе технологии виртуальной реальности. Такие тренажёры иногда называют виртуальными тренажерами, хотя сами по себе органы управления и рабочее место оператора в них являются физическими объектами, повторяющими свойства реальных органов управления. Виртуальная реальность создается средствами компьютерного полимодального моделирования с формированием в обучаемом образе мира профессиональной деятельности.

Активное применение мультимедийных обучающих систем виртуальных тренажёров в учебном процессе дает возможность обеспечить более глубокую индивидуализацию обучения, создают условия для самостоятельной проработки учебного материала и эффективной реализации современных методических и дидактических подходов.

Полностью воссоздается ход реальных ситуаций различных процессов (производственных и др.) в режиме реального времени и отрабатывается алгоритм действий во время операции: повышается эффективность обучения студентов новым высокотехнологичным методикам, а также новым процедурам в рамках уже практикуемых методик; значительно уменьшается число производственных ошибок и процент возможных осложнений; оценивается уровень полученных знаний и приобретенных навыков благодаря обратной связи; даётся возможность прогнозировать результаты выполнения реальных технологических операций у обучаемых; проводится виртуальный процесс предстоящих технологических операции реального исполнителя и закрепляется алгоритм выполнения процедуры с учетом внезапных непредвиденных ситуаций, возникающих в ходе реальной работы; сокращается продолжительность выполнения и снижается расход материальных и трудовых ресурсов во время проведения процедур, как начинающими, так и опытными специалистами.

 

1.3. Проблемы и перспективы развития виртуальных обучающих систем, тренажёров

 

Несмотря на то, что задача обучения в виртуальной среде кажется на первый взгляд простой, нужно признать, что это обманчивое впечатление. Проблемы создания виртуальных тренажёров до настоящего времени не решены. Они связаны с общими проблемами педагогической науки, в которой не решены базовые вопросы организации и содержания учебного процесса в средах обучения. Это, прежде всего, проблема обучения, связанная с тем, что ученик не может непосредственно почувствовать данный процесс и его результат — знание, которое является скрытой вещью, как для сознания самого носителя, так и для внешних наблюдателей его успеха.

Отсюда и невозможность формализации учебных процедур, формулируемых в плохо определяемой форме. Субъект обучения не может понять, как знание в нем появляется и что служит причиной его порождения, как его сформировать и оценить. Категория «знание» обладает рядом свойств, которые трудно воплотить в учебные процедуры с помощью технических средств обучения. Говоря о знании, мы редко говорим о самом знании. Оно непосредственно недоступно нашему сознанию, и мы пытаемся описать его проявления лишь по косвенным признакам. Наличие у себя некоторого знания можно констатировать только, как событие, в котором мы приняли участие, и которое закончилось для нас положительным исходом. Собственно, этот результат мы и называем — знанием, считая, что именно оно и помогло нам решить возникшие проблемы.

Аналогично и сторонний наблюдатель делает вывод о наличии знания у наблюдаемого им субъекта. Описать опыт в алгоритмической или в иной понятной для компьютера тренажерной форме можно лишь только для очень простых видов деятельности. Отсюда и появилась популярность данного метода.

Люди, обучаясь на виртуальных тренажёрах, не относятся серьёзно к данной программе обучения и полученные знания из-за такого восприятия плохо запоминаются. Однако такой подход к содержанию обучения на тренажере опасен в случаях сложной деятельности, где человек должен эффективно принимать решения в четко поставленных перед ним задачах.

Нельзя точно сказать о том, в какой момент появилось и в каком виде проявится полученное нами знание. Нет индикаторов и параметров, которые можно выделить и непосредственно измерить в процессе обучения. Тренажёр ничего «не знает» о том, как воспринимает человек полученные знания в процессе обучения на виртуальных тренажёрах в отличие от педагога. Ведь педагог в процессе занятия пытается всеми усилиями донести до человека нужную ему информацию, а затем он проверяет, насколько хорошо  усвоен материал.


ГЛАВА 2. СРЕДСТВА РАЗРАБОТКИ ВИРТУАЛЬНЫХ ОБУЧАЮЩИХ СИСТЕМ, ТРЕНАЖЁРОВ

Основной задачей интерактивных компьютерных тренажеров является привитие навыков определенного вида практической деятельности. Таким образом, перед тренажером стоит определённая задача. Решение любого типа задачи может быть описано с помощью некоего алгоритма как последовательности вычислительных и других действий, однозначно приводящих к ответу на поставленную задачу, исходя из некоторого набора известных и заданных данных. Исходя из определения алгоритма как последовательности шагов для достижения поставленной цели, ход решения можно представить в виде направленного графа. Почти все алгоритмы строятся по одному и тому же принципу.

 

2.1. Проектирование виртуальных обучающих систем, тренажёров

 

В настоящее время для более полного изучения дисциплин,

обучающиеся используют виртуальные тренажёры. Это существенное уменьшение финансовых затрат на обучение в комплексе с широкими возможностями виртуальных тренажёров делают это направление привлекательным для любых пользователей, в том числе и для университетов. Они в свою очередь пытаются обеспечить доступ пользователей к обучающей информации через глобальную сеть Интернет, тем самым решая проблему обучения студентов.

При разработке виртуального обучающего тренажера берется во внимание разработка архитектуры этого тренажёра. Понятие архитектуры системы заключается в разделении каждой программы на три составляющих:

• представление данных;

• прикладная логика;

• управление базой данных.

Функция, предназначенная для обработки данных, появляется на нескольких серверах, что говорит о многоуровневой клиент-серверной архитектуре. В данных системах функции сбора, хранения, обработки и подачи информации разделяются, что позволяет использовать вычислительные ресурсы серверов и клиентов эффективней.

Ключевые стадии разработки виртуальных обучающих систем, тренажёров:

  1. Нахождение источников. Во время разработки виртуального тренажёра лучше всего выбирать источниками те электронные и печатные издания, что больше подходят к стандартной программе. Они должны быть удобными для написания текстов и содержать как можно больше задач и примеров. Также важно чтоб они предоставлялись в удобных форматах.
  2. Формирование оглавления и списка понятий. Производится анализ

материала и распределение по разделам, состоящим из модулей, небольших по объему, но замкнутых по смыслу, а также формируется список понятий, которых будет достаточно для понятия предмета.

  1. Распределение информации по модулям и разделам. Распределяются тексты источников согласно оглавлению и структуре модулей; тексты, не включенные в списки, убираются, а те, которых нет в источниках -добавляются; находятся связи между модулями, а также другие гипертекстные связи. Таким образом, подготавливается проект гипертекста для компьютерной реализации.
  2. Представление в электронном виде. При создании виртуального тренажера текст появляется в электронном виде. В итоге формируется стандартный сайт с обучающими материалами, которым можно пользоваться в учебных целях.
  3. Организация компьютерной поддержки. Вырабатываются вспомогательные инструкции по работе с интеллектуальным ядром виртуального тренажёра, предназначенного пользователю. Теперь виртуальный тренажёр готов к дальнейшим улучшениям благодаря мультимедийным средствам.
  4. Подборка материалов для мультимедийной реализации. Совершенствуются методы объяснения некоторых утверждений и понятий и производится сортировка текстов.

Описав общее представление виртуального тренажёра, перейдем к описанию структуры базы данных, используемой в нем.

База данных – это целевая модель предметной области. Процесс проектирования базы данных начинается с установления концептуальных требований пользователей системы. Обычно концептуальная модель базы данных состоит из:

1. Описания понятий предметной области и связей между ними.

2. Описание ограничений целостности.

Инфологическую модель можно назвать описанием предметной области, появившимся благодаря анализу семантики объектов и явлений. Оно реализуется при отсутствии ориентации на использование программных или технических компьютерных средств.

После создания логической модели переходим к принятию решения о выборе платформы реализации. Выбор платформы зависит от требований к использованию данных и стратегических принципов формирования архитектуры системы. Компонентами физической модели данных являются таблицы, столбцы и отношения.

Разработанная в итоге модель базы данных предоставляет возможность реализовать все модули и функции обучающей системы.

Таким образом, внедрение виртуальных тренажёров в процесс обучения значительно упрощает самостоятельное изучение материалов по каким-либо дисциплинам, открывая тем самым новые возможности в процессе обучения.

  1.   Принцип работы виртуальных обучающих систем, тренажёров

 

Компьютерный обучающий тренажёр является обучающей системой,

которая в свою очередь разделена на: подсистему управления, подсистему

обучения и подсистему контроля. Они предоставляют материал для обучения, а также с помощью них можно самостоятельно изучить и отработать все знания и навыки по данной дисциплине. Также благодаря им обеспечивается управление преподавателя-инструктора, а студентам предоставляется возможность самостоятельного управления обучением.

Основные задачи, которые решаются с помощью компьютерных тренажёров – теоретическая подготовка обучаемых, отработка ими практических навыков и знаний, а также их проверка и тестирование.

Компьютерный обучающий тренажёр может быть построен на основании таких принципов как: модульность, самостоятельной организации образования.

Модульность является завершенным продуктом каждой процедуры,

реализованной в тренажёре и может использоваться отдельно. Самостоятельная организация образования является взаимосвязанной

последовательностью каждого элемента, т.е. разобрав один термин, проблему, вопрос студент переходит к следующему.

Адаптивность является возможностью использования модулей и методик, реализованных в виртуальном ориентированном интерактивном тренажере, для упорядочивания знаний.

Реализуемость является возможностью применения как для ручного, так и для машинного варианта в комплекте с простыми программными средствами.

Виртуальные тренажёры представляют собой инновационный обучающий ресурс в области образовательных технологий и обеспечивают формирование практических навыков применения полученных знаний и умений на основе приближения обучения к реальным процессам.

ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В данной работе была поставлена цель – разработка виртуальных обучающих систем, тренажёров. В ходе выполнения работы была проанализирована необходимая литература, с помощью которой были определены основные требования, предъявляемые к разработке виртуального тренажёров по учебной дисциплине.

Для выполнения поставленной цели в работе был проведен анализ предметной области, рассмотрены основные требования к системе проектирования виртуального тренажёра. Была подробно исследована предметная область, на основе анализа которой были определены требования к функциональным характеристикам тренажёра.

В первой главе рассматривается понятие и сущность виртуального обучающего тренажера, его структура и основное содержание. Также производится анализ существующих виртуальных тренажеров, выявляются их основные проблемы.

Во второй главе представлены этапы проектирования и реализации виртуального обучающего тренажера, которые затрагивают: моделирование структуры и реализацию на основе представления теоретического материала, практикума и системы контроля знаний, особенности и основные этапы создания веб-тренажера.

 

 

 

 


СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

Литературные источники:

 

  1. Бухаров М.Н. «Практическая теория компьютерного обучения, деловые игры и экспертные системы»-104с.
  2. Гусева А.И. «Оценка качества распределенных обучающих систем».
  3. Леонтьев В.П. «Новейшая энциклопедия П.К. 2004-2005»-261с.
  4. Мельников А.В., Цытович П.Л., Цитович Б.Ф. «Основные принципы автоматизации проектирования обучающей системы».

 

Интернет-ресурсы:

 

5. https://cyberleninka.ru

6. https://refdb.ru

7. http://www.dissercat.com

8. http://www.esetnod32.ru

9. http://www.kav.ru

10. http://support.drweb.com

 

 

1

 

Информация о публикации
Загружено: 13 мая
Просмотров: 4382
Скачиваний: 32
Анисимова Александра Вадимовна
Информатика, СУЗ, Разное

Проверьте знания своих учеников интересными заданиями

Красочные наградные дипломы и сертификаты для участников, свидетельства и благодарности каждому учителю, ежемесячный розыгрыш ценных призов!

Скачать материал