www.VuzLib.com

Головна arrow Педагогіка arrow Психолого-педагогічні аспекти навчання архітектури ЕОМ майбутніх інженерів-педагогів засобами комп’ютерного імітаційного моделювання
Меню
Головна
Каталог освітніх сайтів

Психолого-педагогічні аспекти навчання архітектури ЕОМ майбутніх інженерів-педагогів засобами комп’ютерного імітаційного моделювання

К.М. Коржова,
аспірантка,

В.Г. Хоменко,
кандидат технічних наук, доцент
(Бердянський державний педагогічний університет)

ПСИХОЛОГО-ПЕДАГОГІЧНІ АСПЕКТИ НАВЧАННЯ АРХІТЕКТУРИ ЕОМ МАЙБУТНІХ ІНЖЕНЕРІВ-ПЕДАГОГІВ ЗАСОБАМИ КОМП’ЮТЕРНОГО ІМІТАЦІЙНОГО МОДЕЛЮВАННЯ

   Постановка проблеми. Сучасний рівень розвитку вищої школи характеризується глобальною інформатизацією освітнього процесу. В основі цього явища лежать розробка й використання різних засобів комп’ютерної підтримки навчальної діяльності.
   Тому обґрунтування науково-методичних основ використання інформаційно-комп’ютерних технологій та засобів імітаційного моделювання у навчанні студентів інженерно-педагогічного профілю як засобу досягнення цілей, поставлених у програмних документах розвитку системи освіти, є актуальною проблемою теорії й методології вищої професійної освіти.
   Багато проблем розробки й застосування інформаційно-комп’ютерних технологій та засобів імітаційного моделювання не вирішені як у теоретичному, так і у практичному аспектах. Практика використання засобів імітаційного моделювання при навчанні майбутніх інженерів-педагогів свідчить про наявність протиріч:
   – між традиційними видами навчально-методичного забезпечення й потребою практики в інноваційних формах подання й обробки інформаційних матеріалів;
   – процесом інформатизації освіти й відсутністю загального підходу до конструювання нових програмних засобів навчання, що інтегрують сучасні педагогічні й інформаційні технології.
   Зазначені протиріччя привели до формування комплексу проблем професійної освіти:
   – побудова й модернізація імітаційних комп’ютерних моделей навчання та застосування їх у навчальному процесі ВНЗ;
   – трансформація традиційних педагогічних технологій у комп’ютерні освітні технології;
   – обґрунтування методик проектування сучасних освітніх технологій, що синтезують у професійній освіті сучасні педагогічні інновації й комп’ютерні технології.
   Проблема дослідження полягає у вивченні засобів, можливостей та умов протікання освітнього процесу при навчанні архітектури ЕОМ засобами комп’ютерного імітаційного моделювання з використанням моделі віртуального лабораторного комплексу, з урахуванням вимог сучасної вищої професійної освіти та професійних потреб майбутніх інженерів-педагогів.
   Аналіз досліджень і публікацій. Проблеми інформатизації освіти є предметом психолого-педагогічних досліджень А.Асмолова, Д.Богоявленської, Ю.Горвіця, В.Лаптєва, Є.Полата, В.Сластьоніна, Є.Машбиця, А.Єршова, Я.Ваграменко, А.Кузнєцова, Е.Кузнєцова, А.Кушніренко, В.Монахова та ін.
   Особливості професійної підготовки інженерів-педагогів розглядалися у дослідженнях О.Коваленко, А.Ашерова, М.Лазарєва, О.Белової, Н.Кузьміної, А.Мелецінека та ін.Використанню й оцінці ефективності впровадження окремих інформаційних технологій в освіті присвячені наукові дослідження А.Соловйова, С.Голубєвої, Е.Локтюшиної, В.Беспалько, Е.Кашириної, І.Морозова, І.Захарової, В.Трайнева, Г.Коджаспірової.
   Мета даної статті – теоретичне обґрунтування й експериментальна перевірка моделі системи навчання майбутніх інженерів-педагогів засобами комп’ютерного імітаційного моделювання; розроблення науково-методичних основ використання комп’ютерного імітаційного моделювання на основі віртуального лабораторного комплексу на базі програмних емуляторів у методиці викладання курсу “Архітектура ЕОМ”.
   В останні роки в освіті визначилися кілька ліній інноваційного розвитку. Потужний інноваційний стимул виник у результаті прояву й розвитку нових наукових досягнень і технічних засобів, здатних підняти педагогічну діяльність на якісно новий рівень. Такими досягненнями є інтерактивні інформаційні технології, які можна розглядати як спосіб зміни якості освіти.
   Психолого-педагогічні механізми формування професійно значущих якостей здійснюються на основі застосування педагогічних технологій, орієнтованих на розвиток професійного самовизначення й творчого початку особистості, які враховують її індивідуально-психологічні характеристики. Професійна підготовка фахівців у ВНЗ має будуватися на ідеї цілісності особистості, а також її постійного розвитку й удосконалення в процесі навчання. Звідси, одним із важливих завдань професійної підготовки є розкриття потенціалу особистості, що забезпечує вдосконалення самої діяльності, а також і самої особистості [8].
   Комп’ютер розглядається багатьма фахівцями як потужний засіб навчання, що дозволяє здійснити серйозні зміни в технології навчання, тому що він:
   – значно розширює можливості представлення навчальної інформації. Може бути відтворена реальна обстановка завдяки використанню мультимедійних засобів;
   – дозволяє підсилювати мотивацію навчання.
   На мотивації навчання позитивно позначаються: новизна роботи з комп’ютерною імітаційною моделлю, цікавість навчання, можливість регулювати представлення навчальних завдань за складністю, надання допомоги в процесі розв’язання завдання;
   – активно втягує учнів у навчальний процес;
   – розширює набори застосовуваних навчальних завдань;
   – дозволяє якісно змінити контроль за діяльністю студентів, забезпечуючи при цьому гнучкість управління процесом навчання;
   – сприяє формуванню у студентів рефлексії своєї діяльності, насамперед, дозволяє студентам наочно представити результат своїх дій.
   Говорячи про нові, перспективні форми організації освітнього процесу, мають на увазі реалізацію тієї або іншої навчальної програми, орієнтованої головним чином на самостійну роботу студентів. У цьому випадку для одержання ефективних результатів педагог має підготувати цілий комплекс різноманітних навчальних матеріалів.
   Віртуальний лабораторний комплекс(комп’ютерну імітаційну модель) на базі програмних емуляторів можна розглядати і як частину навчально-методичного комплексу і як самостійний навчально-методичний комплекс.
   Реалізація основних задумів педагогів відносно структури й способу подачі матеріалу можлива тільки при їх діяльній участі у створенні навчально-методичного комплексу. Така спільна робота викладачів і розроблювачів найбільш ефективна, оскільки дозволяє включати окремі готові фрагменти в навчальний процес, апробуючи їх і вчасно вносячи необхідні корективи. При роботі з такими комплексами від педагога вимагається структурувати й підготувати в електронному вигляді необхідні матеріали, а потім у режимі діалогу сформувати сценарії для організації самостійної роботи певної групи студентів [5].
   При проектуванні комп’ютерної імітаційної моделі необхідно закласти в неї технологічні характеристики, що дозволяють згодом зробити навчальний процес максимально ефективним. Виступаючи як автоматизована навчальна система, комп’ютерна імітаційна модель має виконувати такі функції:
   – ефективно управляти діяльністю студента при вивченні дисципліни;
   – стимулювати його навчально-пізнавальну діяльність;
   – забезпечувати раціональне сполучення різних видів навчально-пізнавальної діяльності з урахуванням дидактичних особливостей кожної з них, а також залежно від результатів освоєння навчального матеріалу;
   – раціонально сполучати різні технології представлення матеріалу;
   – при розміщенні в мережі забезпечувати організацію віртуальних семінарів й інших занять на основі комунікаційних технологій.
   Технологія комп’ютерного моделювання в системі освіти може значно підвищити якість навчання. Розглянемо комп’ютерні моделі й галузі їх застосування. Комп’ютерна модель – це адекватна або наближена модель реального процесу або явища, реалізована комп’ютерними засобами.
   Комп’ютерне моделювання починається як і звичайно з об’єктів вивчення, якими можуть виступати явища, процеси, предметні галузі, життєві ситуації, завдання.
   Після визначення об’єкта вивчення будується модель. При створенні комп’ютерної моделі виділяють основні, домінуючі фактори, відкидаючи другорядні. Будують алгоритм, програму, потім проводять комп’ютерний експеримент, що дозволяє аналізувати отримані результати моделювання під час варіації параметрів. При необхідності проводять потрібні корекції на одному з етапів.
   Одним з важливих розділів комп’ютерного моделювання стали комп’ютерні ігри. У наш час найпоширенішими в науці й навчанні стали математичні й імітаційні комп’ютерні моделі.
   Завдань при навчанні з використанням комп’ютерного імітаційного моделювання у різних предметних галузях є досить багато. Цьому присвячені роботи багатьох учених і педагогів.
   У нашому випадку, стосовно до дисципліни “Архітектура ЕОМ”, особливий інтерес представляє застосування комп’ютерної імітаційної моделі(віртуальний лабораторний комплекс) при навчанні майбутніх інженерів-педагогів комп’ютерним технологіям. Імітаційна модель – це комп’ютерна модель, зовні подібна відображуваному в ній процесу або явищу, параметри якого або недоступні, або обмежено доступні для користувача.
   Імітаційні комп’ютерні моделі, мабуть, є найпривабливішими в навчанні. Комп’ютерні демонстрації різних явищ і процесів, імітація проведення експериментів, які неможливо здійснити в реальних лабораторних і натурних умовах, надають широкі дидактичні можливості будь-якому педагогові.
   Цінність навчання подібних процесів із використанням комп’ютера полягає в можливості створення комп’ютерних демонстрацій (імітації) на екрані дисплея, у яких використовуються анімаційні можливості комп’ютера; можна процес або явище, що моделюється, “побачити” на екрані, якісно й кількісно оцінити результати моделювання. Надзвичайно корисним для студентів є процес спостереження динаміки результатів моделювання в графічному, таблично-числовому або демонстраційному видах. Як свідчить вищесказане, у цьому полягають основні освітні особливості й переваги технології комп’ютерного імітаційного моделювання.
   Розроблювальні моделюючі програми слід зібрати до фонду навчальних програм, які можуть використовуватися й іноді вже використовуються в різних навчальних цілях. Структура й зміст подібного курсу не є постійними й у кожному конкретному випадку можуть визначатися інтересами викладача й місцевими умовами навчання.
   По суті, кожна модель або представлення речі засобами, відмінними від її реального змісту, є форма імітації. Імітаційне моделювання є досить широким і може недостатньо чітко відповідати певним поняттям, що має дуже велике значення для осіб, відповідальних за створення й функціонування практично будь-яких систем. Водночас, сама ідея імітаційного моделювання проста та інтуїтивно приваблива. Вона дає можливість експериментувати із системами (існуючими або пропонованими) у тих випадках, коли робити це на реальному об’єкті практично неможливо або недоцільно. Імітаційне моделювання дозволяє розглядати процеси, що відбуваються в системі, практично на будь-якому рівні деталізації. При цьому в імітаційній моделі можна реалізувати практично будь-який алгоритм управлінської діяльності або поводження системи. Крім того, моделі, які допускають дослідження аналітичними методами, також можуть аналізуватися імітаційними методами. Усе це служить причиною того, що імітаційні методи моделювання нині стають основними методами дослідження складних систем.
   Сьогодні у педагогіці поряд з іншими технологіями широко використовуються в навчальному процесі аналіз реальних виробничих ситуацій, з якими студент зіштовхнеться у своїй майбутній професійній діяльності, а також імітаційне моделювання.
   Імітаційне моделювання як різновид моделювання в педагогіці містить у собі імітацію не повного виробничого процесу або завдання, а окремих його елементів. Воно проводиться з метою акцентувати увагу студентів на якомусь важливому понятті, категорії, надає їм можливість у творчій обстановці сформувати й закріпити ті або інші навички виробничого процесу.
   Із позиції педагогічної психології головним об’єктом навчання є психіка. Виходячи із цього, навчання визначається як керування пізнавальною діяльністю студентів з метою формування в них певних знань, умінь і навичок, розвитку їхніх особистісних якостей.
   Сучасні комп’ютерні технології здатні забезпечити передачу знань і доступ до різноманітної навчальної інформації нарівні, а іноді й набагато ефективніше, ніж традиційні засоби навчання. Однак для їх ефективного застосування в процесі набуття знань і формування професійних умінь, необхідними є злагоджений розвиток як сучасних комп’ютерних технологій, так і дидактичних і методичних складових навчального процесу.
   Об’єднання педагогічних та інформаційних технологій освіти привели до створення якісно нових предметних навчальних комплексів, яким є віртуальний лабораторний комплекс (комп’ютерна імітаційна модель). Такий віртуальний комплекс можна розглядати як універсальну дидактичну структуру, що інтегрує властивості, необхідні для різних форм навчання, та синтезує продуктивно дидактичні й сучасні інформаційні технології. Істотним компонентом у структурі віртуального лабораторного комплексу є дидактичне комп’ютерне середовище.
   Таким чином, соціальна у своїй основі й педагогічна за своїм змістом концепція всебічного розвитку особистості, що визначає цільові настанови навчально-виховної діяльності, у тому числі й в умовах інформаційного навчання, постійно вимагає звернення до психологічної та дидактичної проблематики. Психологічний аспект проблеми навчання засобами комп’ютерного імітаційного моделювання зв’язаний насамперед із поглибленим аналізом діяльності, як основного механізму досягнення викладачем і студентами певних конкретних навчальних цілей, а дидактичний аспект пропонує виявлення й використання закономірностей самого процесу навчання, переосмислення цих закономірностей із урахуванням специфічних умов інформатизації [4].
   Висновки. Беручи до уваги результати вищезгаданих досліджень рівень сучасного розвитку педагогічних комп’ютерних систем, можна дійти висновку, що розробка моделей нових методик застосування комп’ютерних імітаційних моделей є перспективним засобом створення й розвитку професійних навчальних систем, а дослідження його науково-педагогічних основ є актуальним і маловивченим напрямком наукової думки в галузі педагогіки, психології й методології.
   Подальші дослідження будуть присвячені відбору змісту навчального матеріалу з дисципліни “Архітектура ЕОМ”, формуванню його структури та послідовності викладання, розробці методики навчання цієї дисципліни майбутніх інженерів-педагогів засобами комп’ютерного імітаційного моделювання, визначенню педагогічних умов навчання цієї дисципліни та проведенню експериментальної перевірки методики використання комп’ютерного імітаційного моделювання в процесі підготовки майбутніх інженерів-педагогів з комп’ютерних технологій.

ЛІТЕРАТУРА

1. Артюх С.Ф. Інженерно-педагогічна освіта в Україні на рубежі тисячоліть / С.Ф.Артюх // Професійно-технічна освіта: Науково-методичний журнал. – К. – 1999. – №4. – 56 с.
2. Брюханова Н.А. Методика обучения будущих преподавателей технических дисциплин проектированию дидактического материала: дис. канд.пед.наук: 13.00.02 / Н.А.Брюханова. – Харьков, 2002. – 472 с.
3. Денисова А.Л. Моделювання готовності фахівця до професійної діяльності в умовах інформатизації освіти / А.Л.Денисова // Маркетинг інформаційно-обчислювальних послуг: Зб. наукових праць. – Ташкент, ТГЭУ, 1992.
4. Захарова И.Г. Інформаційні технології в освіті / И.Г.Захарова. – М.: Академія, 2003.
5. Коваленко Е.Э. Методика профессионального обучения: инженерная педагогіка / Е.Э.Коваленко. – Х.: УИПА, 2002. – 158 с.
6. Мелецінек А. Інженерна педагогіка. Практика передачі технічних знань. Видання четверте перероблене / А.Мелецінек // Перекладач та редактор перекладу С.Ф.Артюх. – Видавництво Springer Wien New York згідно з договором між видавництвом та УІПА від 29.09.2000 // ЗАТ “Харківська друкарня №16”.
7. Сажко Г.И., Ящун Т.В. Структурирование учебного материала дисциплин компьютерного цикла / Г.И.Сажко, Т.В.Ящун // Проблеми інженерно-педагогічної освіти: Зб. наук. праць. Вип. 8. – Х., 2004. – С. 140-149.
8. Талызина Н.Ф. Управление процессом усвоения знаний (психологические основы) / Н.Ф.Талызина. – М.: Изд-во моск.ун-та, 1984. – 345 с.
9. Шенон Р. Имитационное моделирование систем – Искусство и наука / Р.Шенон. – М.: Мир, 1978. – 418 с.
10. Яковенко Т.В. Про проблеми педагогічної термінології (модульне навчання) / Т.В.Яковенко // Проблеми інженерно-педагогічної освіти: Зб. наук. праць. – Х.: УІПА, 2002. – №3. - С. 25-29.

 
< Попередня   Наступна >

При використанні матеріалів сайту активне гіперпосилання на http://vuzlib.com обов'язкове!
Зворотний зв'язок
© 2010 www.VuzLib.com