|
Главная страница ДонНТУ | Страница магистров ДонНТУ | Поиск |
 |
Бойправ Виктория Павловна
|
Появление компьютеров внесло существенные изменения в жизнь людей. С их помощью сперва производились сложные и долгие расчеты, затем стало возможным построение моделей различных систем и процессов и иллюстрирование их на экране монитора, а затем - связь со всем миром через сеть Internet. Нашли они свое применение и в образовании, все больше и больше тесня старые формы обучения. Они обеспечивают адаптацию процесса обучения к индивидуальным характеристикам обучаемых: запасу знаний, специфике памяти, техники, темперамента и т.д. Поэтому один из путей усовершенствования обучения состоит в развитии именно автоматизированного образования, в разработке и внедрении в учебный процесс автоматизированных курсов и программных обучающих программных комплексов в дополнение к имеющемуся учебно-методическому обеспечению. Основным для успешного их внедрения являются два фактора: человеческий, заключающийся в качественном подборе информации, и технологический, обусловленный наличием в вузе высоких технологий для реализации проекта (программное обеспечение) и грамотных специалистов в области этих технологий. Не каждая кафедра займётся разработкой программных обучающих комплексов по дисциплинам, обучаемых ею. Поэтому создание программного обучающего комплекса, в данном случае по курсу "Геодезия", как модели, является актуальной научной задачей.
Целью магистерской работы является обоснование структуры программного обучающего комплекса на примере разрабатываемого комплекса по курсу "Геодезия". Для достижения поставленной цели в работе решаются такие задачи:
Для обоснования рациональной структуры ПОК проведен анализ существующих обучающих комплексов, автоматизированных учебных курсов, используемых для изучения гуманитарных дисциплин. Программный блок для решения геодезических задач разработан в среде Delphi. Обучающий и тестирующий блоки выполнены с помощью языка гипертекстовой разметки HTML и JavaScript. Благодаря использованию электронного метода представления информации, принципу обобщения, последовательному формулированию предметной области, её анализу и делению на отдельные конкретные задачи работа обрела научную новизну.
На кафедре "Геодезии и геоинформатики", где планируется внедрение программного обучающего комплекса в учебный процесс не сущуствует аналогов. Он позволяет вывести эффективность образования на качественно новый уровень - при минимальных затратах времени и психической нагрузки преподавателя получить максимальный эффект обучения. Комплекс помогает преподавателю ускорить процесс усвоения студентами теоретического материала. Он используется как вспомогательный инструмент в руках преподавателя и студента, желающего занятся самообразованием.
Этапы исследовательской деятельности по данной теме сопровождались научными конференциями, проводимыми на кафедре "Геинформатики и геодезии" в 2000-2003 годах, на которых докладывалось результаты о проделанной работе, принимались во внимание все сделанные замечания и предложения по улучшению и оптимизации работы.
Программный обучающий комплекс по курсу "Геодезия" предназначен для индивидуального изучения теоретического материала по конкретным геодезическим задачам, проверки приобретенных знаний и решения практических задач. Цель разработки комплекса - оказать помощь преподавателю в процессе обучения, освободив его от рутинной работы (объяснения порядка выполнения лабораторных работ, опроса студентов по минимальным сведениям и повторение старого материала) и выделив время для более творческой.Для этого предложено включение в его состав следующих структурных элементов [1]:
Обучающий блок представляет собой автоматизированный обучающий курс, содержащий теоретический материал. Создание такового - процесс творческий и сложный, поэтому в обучающей части рассмотрены только основные геодезические задачи, знание теоретических и практических основ по которым в дальнейшем необходимо. Это прямая и обратная геодезические засечки, теодолитный ход, нивелирный ход III кл. с одной узловой точкой, нивелирный ход технической точности.
Теоретический материал представлен в виде html-файлов. Используются локальные файлы. Каждый html-файл включает в себя текст, формулы, схемы, рисунки, ссылки на другие файлы, пояснения, подсказки в тексте. Создание html-файлов производилось с помощью редактора Microsoft Word 2000 (для этого установлен конвертер html, включаемый в дистрибутив Microsoft Office) и написания JavaScript. Объем теоретического материала для одной темы выбран не более двух экранных страниц, поскольку большой объём новой информации быстро утомляет обучаемого и снижает эффективность обучения. С другой стороны, уменьшение объемов может привести к появлению множества мелких тем, в которых обучаемый будет теряться, у него не будет возникать целостного представления об изучаемой области, что в итоге опять приведет к снижению эффективности обучения.
В начале каждого раздела приведено введение, которое дает обзор материала, изложенного в разделе. Это повышает мотивацию обучаемого к изучению материала, когда он знает, о чем в целом идет речь, для чего могут применяться данные знания. В конце раздела приводится заключение, где делается обобщение материала, изложенного в разделе.
Текстовый материал представлен в такой последовательности, чтобы его можно было использовать в качестве алгоритма решения задачи, с объяснениями к каждому шагу, допустимыми значениями полученных ошибок вычислений.
В результате создания обучающего блока был разработан интерфейс, представленный на рисунке 2.
Интерфейс разрабатываемого комплекса имеет фреймовую структуру. В правом фрейме отображается раскрывающийся список с перечнем предложенных к изучению тем (геодезичексих задач). При выборе задачи - теоретический материал по ней выводится в правый фрейм. Если посмотреть на рис.2, в правый фрейм выведена информация о решении прямой однократной засечки, для чего она применяется и какие условия для её использования. Зеленым отображены гиперссылки на подробное объяснение решения задачи по разным формулам. При нажатии в любой части предложения в тот же фрейм выводится вывод формул, т.е. алгоритм решения этой задачи с необходимыми для усвоения материала пояснениями. Таким образом построена обучающая часть комплекса.
Программный блок содержит набор программ для решения задач, по которым предложен теоретический материал в обучающем блоке. Все задачи разработаны в среде Delphi. Решение учебных задач является ядром учебной деятельности. Однако при этом главное значение имеет не ответ, а процесс его получения, так как именно это формирует у обучаемого необходимые навыки.Обучаемому предлагается набор программ для решения задач. Решение задачи разбивается на действия (шаги). На каждом шаге обучаемый должен выполнять предписанные задания. Цель обучаемого - последовательно пройти все шаги в предложенных задачах и приобрести навыки решения задач [3].
На данном этапе разработки создаётся блок тестового контроля на JavaScript. Тестовый контроль планируется осуществлять по методу "вопрос-ответ", т.е. обучаемому задаются вопросы, а он должен выбирать правильные по его мнению варианты ответа, а в некоторых случаях вводит ответ с клавиатуры, когда ответ на вопрос очевиден из предложенных вариантов. Цель обучаемого - последовательно отвечать на предлагаемые вопросы. Каждый раз порядок следования вопросов и порядок вариантов ответов случайным образом будет меняться. На каждый вопрос обучаемому дается одна попытка. При неверном ответе засчитывается штрафной балл и, по желанию, будет показываться правильный ответ, что способствует лучшему запоминанию вследствие возникновения проблемной ситуации. Вопросы могут быть трех типов[4]:
Вопросы должны быть составлены таким образом, чтобы акцентировать внимание обучаемого на основные моменты в изучении теории и решении зач по данной теме.
После того, как будет написан текст программы для тестовой проверки знаний и составлены вопросы для неё, планируется апробировать разработанный обучающий комплекс в учебном процессе. На практическом занятии, когда будет рассматриватся одна из задач комплекса, вместо объяснений преподавателя по выполнению лабораторной работы, студентам будет предлжено использовать данный комплекс. После этого можно будет провести анализ о качественности разработки. Студенты укажут на недостатки комплекса и выскажут свои предложения по усовершенствованию или облегчению работы с обучающей программой.