|
потребность моделирования или визуализации каких-либо динамических процессов, которые затруднительно или просто невозможно воспроизвести в учебной лаборатории или классе. Такие программы, позволяющие моделировать эксперименты, воображаемые или реальные жизненные ситуации, используются для активизации поисковой деятельности обучаемых и в качестве самостоятельных программных средств, и в составе обучающих систем. Входя в состав АОС, компьютерные моделирующие программы могут также играть определенную роль в оценке обучения и развития. Хотя в таких программах всегда присутствуют упрощения и ограничения, несвойственные реальному прототипу, здесь нет проблем, связанных с экспериментами в реальном мире. В моделирующих программах именно особенности модели позволяют целенаправленно создавать те ситуации, которые нужны для выявления уровня конкретных знаний, умений, навыков, быстроты реакции в сложной ситуации, умения найти нестандартное решение. Отдельного обсуждения заслуживает вопрос о способах визуального представления информации, или визуализации в моделирующих программах. Педагог должен понимать, что успешность результатов обучения напрямую зависит от возможности выбора обучаемыми типа образовательной среды как на стадии ознакомления, так и на стадии обдумывания нового материала. Изучение предпочтений обучаемых и результатов их работы с моделирующими программами показывает, что для обучаемых с выраженным вербальным типом для изучения даже динамических процессов (наиболее характерных для моделирующих программ) предпочтительны статические изображения, сопровождаемые текстовым описанием. В то же время обучаемые с преобладанием образного типа мышления получат более адекватный материал при использовании анимированных иллюстраций, но только в том случае, если они имеют достаточную предварительную подготовку. Микромиры. Микромиры — это особые узкоспециализированные программы, позволяющие создать на компьютере специальную среду, предназначенную для исследования некоторой проблемы. По сути, это развитие 86 |
47 для образования это еще достаточно новый вид программного обеспечения. В то же время современные требования к качеству подготовки дипломированных специалистов предполагают высокий уровень знаний в области поиска, структурирования и хранения информации. Преподаватели могут использовать сами, а также предложить обучаемым различные информационно-поисковые системы. Это могут быть справочные правовые системы (Гарант, Кодекс, КонсультантПлюс), электронные каталоги библиотек, поисковые системы в Internet, информационно-поисковые системы центров научно-технической информации и т.п. Наконец, вышеупомянутые электронные словари и энциклопедии, гипертекстовые и гипермедиа системы также представляют собой системы для поиска информации, одновременно выполняя функции АОС. Моделирующие программы Одной из важнейших и распространенных причин использования моделирующих программ в учебно-воспитательном процессе является потребность моделирования или визуализации каких-либо динамических процессов, которые невозможно или затруднительно воспроизвести в учебной аудитории. Такие программы, позволяющие моделировать эксперименты, воображаемые или реальные жизненные ситуации, используются для активизации поисковой деятельности обучаемых и в качестве отдельных программных средств, и в составе обучающих систем. Компьютерное моделирование может основываться на математической модели, лабораторном эксперименте, анимации, в которой представлена работа некоторого предприятия, протекание того или иного физического процесса и т.д. В таких программах может широко использоваться интерактивная графика, дающая возможность не только наблюдать особенности изучаемого процесса, но и исследовать эффекты влияния меняющихся параметров на получаемые результаты, «поворачивая» с помощью мышки рукоятки приборов, «смешивая» растворы и т.д. [130]. 48 Моделирующие программы могут быть и автономными, но чаще они входят в качестве подсистемы в АОС. Например, в уже упоминавшемся электронном учебнике «Открытая физика» изучение теоретического материала, решение задач поддерживается работой с моделирующими программами, которые дают обучаемому целостное представление об изучаемом процессе, активизируют познавательную деятельность, позволяют стать настоящим экспериментатором. В учебнике создается особая образовательная среда, в которой помимо математической модели, позволяющей изучить влияние всех числовых параметров «в числах», можно увидеть происходящие изменения и на графиках, и в видео изображении физического процесса. Интересным направлением компьютерного моделирования является практикуемое за рубежом, а также в ряде российских школ LEGO-конструирование на основе аппаратнопрограммного комплекса LEGO-лаборатория Control Lab®, состоящего из конструктора «ЛЕГО лаборатория», пульта управления, подключенного к персональному компьютеру и программы для разработки проектов [218]. Работа с этим комплексом помогает познакомить учащихся с основами конструирования, моделирования, автоматического управления с помощью компьютера и совместить такое абстрактное моделирование с реальной * предметной деятельностью. К сожалению, пока круг широко тиражируемых моделирующих программ, предназначенных для общеобразовательных и специальных учебных заведений, в основном ограничивается разработками по физике, химии, ряду технических и прикладных дисциплин (раскрой материалов, дизайн, сборка и тестирование устройств и т.п.). Входя в состав АОС, компьютерные моделирующие программы могут также играть определенную роль в оценке качества знаний. Хотя в таких программах всегда присутствуют упрощения и ограничения, несвойственные реальному прототипу, здесь нет проблем, связанных с экспериментами в реальном мире. Здесь именно особенности модели позволяют 49 целенаправленно создавать именно те ситуации, которые нужны для выявления уровня конкретных знаний. Например, компьютерная программа, моделирующая процесс получения химического вещества с заданными свойствами, может ставить обучаемого в положение, когда надо срочно выбрать нужный реактив, в моделирующей программе по физике обучаемый должен знать возможные значения параметров и т.п. Далее, такая важная разновидность программ, как программы для проведения деловых игр, позволяет оценить и особенности взаимодействия в группе, и личностные качества участников, их коммуникабельность, активность, самостоятельность. Микромиры Микромиры это особые узко специализированные программы, позволяющие создать на компьютере специальную среду, предназначенную для исследования некоторой проблемы. По сути, это развитие подходов компьютерного моделирования. Идея их создания берет начало в работах Жана Пиаже о когнитивном развитии детей. Яркий пример реализации язык Лого, разработанный Сеймуром Пейпертом [188, 328] для создания микромира Матландия (Mathland), в котором дети изучали математику. Идея микромира была впервые реализована именно С. Пейпертом в качестве важнейшего организующего принципа обучения с помощью компьютера. Выраженная в терминах практического использования, эта идея становится исследовательской программой по созданию для обучаемых условий, при которых они «естественным образом» станут овладевать областями знаний, ранее требовавшими специального обучения, т. е. программой по организации для обучаемых своего рода контактов с «материалом»— конкретным или абстрактным,— которым они могли бы пользоваться в познавательной деятельности. |