Виртуальные конструкторы в образовании

Обновлено: 22.01.2025

В настоящее время учебных виртуальных конструкторов (учебных сред) изобретено мало, хотя в условиях быстрой компьютеризации общества они приобретают все большую популярность. Их идея довольно проста. Можно дать ребенку возможность наблюдать за ходом физического эксперимента на экране компьютера, а можно позволить ему самому этот эксперимент ставить - расположить наклонные плоскости, гирьки, тележки, бильярдные шары, планеты Солнечной системы, электроны и пешеходов и посмотреть, что получиться. И не только посмотреть, но, если надо, получить все графики во всех осях координат и т. д. Сложна ли постановка виртуального эксперимента? Не сложнее, чем рассказ о ней и много проще, чем реальная постановка. Возможность постановки виртуального эксперимента, а, если нужно, и сотен и тысяч экспериментов, радикально меняет учебный процесс.

В школьных учебниках и пособиях понятия и явления объясняются довольно абстрактно, в них не хватает наглядности, что приводит к механическому зазубриванию материала. Виртуальный конструктор решает данную проблему.

Виртуальный конструктор (учебная среда) - это образовательный электронный ресурс, позволяющий в рамках законов и правил, заданных предметной областью, строить модели и работать с ними в объектной технологии.

Глобальная педагогическая цель учебных сред - развитие творческих способностей обучаемого путем создания благоприятной среды, исследуя которую обучаемый приобретает нужные знания.

Обучение при использовании виртуальных конструкторов становится более интерактивным. Интерактивное обучение основано на прямом взаимодействии учащихся (обучаемых) с учебным окружением. Учебное окружение, или учебная среда, выступает как реальность, в которой участники находят для себя область осваиваемого опыта.

Если рассматривать интерактивное обучение глубже, то речь идет не просто о подключении эмпирических наблюдений, жизненных впечатлений учащихся в качестве вспомогательного материала, иллюстративного дополнения - опыт учащегося-участника служит центральным источником учебного познания.

Компьютерная информационная среда обучения содержит модели изучаемых знаний и является самостоятельным объектом обучения в варианте, возможном без участия учителя, реализуя парадигму: «ученик - учебная среда - технологии». Поскольку здесь информационные объекты не могут рассчитывать на их активизацию и воспроизведение учителем, то и требования к ним должны предъявляться другие, чем в системе «учитель - учебная среда - ученик»:

· во-первых, они должны быть доступными учащимся и соответствовать их уровню знаний и мышления;

· во-вторых, они должны быть воспроизводимыми и соответственно представлять все системные связи и отношения;

· - в-третьих, они должны содержать максимально возможное количество средств самоактивизации.

В этом, очевидно, большое преимущество компьютерных средств обучения. Их средства управления и пользовательского интерфейса обязаны соответствовать уровню искусственного интеллекта, возлагая на себя часть функций учителя. Таким образом, печатные и компьютерные средства в системе обучения «ученик - учебная среда - технологии» должны соответствовать системному подходу. Такой тип обучения может быть применим в средней школе, во-первых, в дифференцированной форме, а во-вторых, только как надстройка над базовой системой с учетом специфики и профильной направленности обучения. Разумеется, любые печатные и компьютерные средства могут использоваться в полной системе обучения в качестве дополнительных учебных пособий (помимо основных учебников). В этом случае они выступают в качестве иллюстративных аудиовизуальных средств или сборников экспериментального материала, и поэтому к ним не предъявляются никакие требования, кроме требований качества и соответствия целям обучения.

Как дополнительные средства обучения компьютерные технологии имеют много преимуществ перед обычными средствами (учебниками): в полной мере реализуют деятельностный подход, обеспечивая оперативность исполнения любого запроса к системе и реализации обратной связи, а также не только выдачу в реальном режиме работы результатов (оценки) деятельности ученика, но и возможность мгновенного исправления допущенных ошибок в серии попыток. Это и позволяет учителю, освободившись тем самым от рутинных забот, сосредоточиться на базовых проблемах обучения и системного восприятия обучаемыми его содержания, реализуя технологии индивидуального подхода в обучении.

На сегодняшний день образование считается одним из наиболее перспективных направлений для развития и внедрения технологий виртуальной реальности.

Обучение с помощью VR-технологий позволяет создать уникальный опыт полного погружения в образовательный процесс. Теперь у учеников появляется возможность не просто присутствовать на уроке, но и перенестись в виртуальный мир, созданный своими руками. При этом, он воспринимается учащимися, как реальный и дает неограниченные возможности для взаимодействия и визуализации в различных сферах образования.

Однако, при интеграции VR-технологий в образовательный процесс можно столкнуться с несколькими основными проблемами:

Отсутствие готового образовательного контента
Высокая стоимость разработки контента

Одним из таких решений, является мобильный класс виртуальной реальности EDUBLOCK – комплексный продукт, дающий возможность педагогам и школьникам своими силами создавать образовательные курсы в виртуальном пространстве по биологии, математике, химии, физике и другим предметам. Таким образом, образовательное учреждение может собрать свою коллекцию виртуальных уроков, созданную «руками» учителей и учеников.

Так как в процессе построения VR-проектов ученики изучают сразу несколько предметных областей, то формируются межпредметные связи, которых так не хватает в современной педагогике. Будь то создание виртуальной экскурсии по музейному комплексу, диалоговой симуляции по иностранному языку или лабораторной роботы по химии – VR-проект предполагает глубокое изучение сразу нескольких дисциплин. Таким образом кругозор и вовлеченность детей увеличивается в разы.

Процесс программирования в EDUBLOCK доступен для изучения уже с пятого класса, т.к. он реализован на событийно-ориентированном языке Scratch, который давно и успешно используется в робототехнике.

Освоив основные алгоритмы построения проектов, ученики без проблем «пересаживаются» на профессиональные программы в более взрослом возрасте.

Основными преимуществами использования виртуальных решений в сфере образования можно считать:

Сегодня мы подготовили небольшую подборку электронных конструкторов, с помощью которых ребенок сможет сделать собственные первые эксперименты и совершить первые шаги в программировании.

Опыты с электроникой в последнее время стали довольно популярны: даже в розничных магазинах можно встретить большое количество однотипных, локализованных разными поставщиками, подарочные коробки, внутри которых инструкции для коротких проектов.

Один из самых простых примеров — это «Картофельные часы», "Природное электричество" и т. п.

Последний — это не совсем электронный конструктор, хотя и грань между ними довольно тонкая: набор простых компонентов — есть; схема для сборки, или активации простых элементов — есть; провода, инструкция… В общем, пытаются соответствовать.

Честно говоря, при довольно-таки богатой коробке — весьма незамысловатое наполнение. В комплекте несколько медных и цинковых пластин, провода, крышки, для которых придется самостоятельно искать бутылки, диод на подставке и очень просто сделанные цифровые часы.

Чем может привлечь? Для того, чтобы активировать что-либо, необходимо приложить какие-то усилия сверх набора: найти соленую воду, цветок в горшке или пару яблок. В этом смысле маленькому ребенку может быть любопытно и полезно узнать, что некоторые вещи, которые нас окружают немного необычны.

Надолго такой игрушки не хватит, но часы, подключенные к маминому фикусу вполне могут простоять какое-то время и даже показывать его же, если не забывать вовремя поливать. Стоимость 790 рублей.

Похожим на этот набор можно назвать "Мастерскую электричества", о которой мы не так давно писали. Набор также кому-то кажется слегка переоцененным, но у него есть ряд достоинств.

Две цветные инструкции: текстовая и визуальная, несложная платка с удобным пружинным креплением проводов, что не требует от ребенка сверхчетких действий. И, также как и в описанном выше наборе, некоторое пространство для творчества вместе с соленой водой и т. п. Всего же «Мастерская» электричества предлагает свыше 20 экспериментов.

В наборе моторчик, динамик и несколько лампочек. При, опять же, некоторой «бедности» комплектации сама коробка оформлена весьма приятно и тянет на хороший сувенир ребенку на время школьных каникул.

Микроник — пожалуй, наш самый любимый образец.

Это проект «Амперки» хорошо знакомого вам производителя наборов для программирования на базе Arduino.

Микроник же стоит особняком: ничего программировать тут не надо. Это начальный набор для первых опытов.

В наборе свыше сотни компонентов, которые последовательно должны занять свое место на маленькой плате.

Плата действительно миниатюрная, за что данный конструктор некоторые критикуют, мол, ребенку трудновато работать на таком пространстве. Тут есть и рацзерно. Но одна из задач, вероятно, и была «конструктор для маленьких» сделать маленьким.

Некоторые эксперименты, а также комплектацию «Микроника» мы уже описывали в одном из давних обзоров аж за 2015 год.

Сильно фантазировать тут не получится: все двадцать моделей, которые предусмотрены, собираются из предложенных в наборе компонентов, то есть без соленой воды, фруктов и пластиковых бутылок можно обойтись.

Простейшие эксперименты собираются довольно легко, так как отсчитать нужное количество клеточек для подключения в относительной пустоте не очень сложно.

Иные же модели потребует большего усердия и внимательности.

Из относительно недорогих проектов «Амперки» также хотелось бы упомянуть "Технокуб". Он любопытен тем, что поможет создать ребенку первое смарт-устройство самостоятельно.

Работает он на базе платформы Iskra Neo с микроконтроллером ATmega32U4, что, как уточняют авторы, аналог Arduino Leonardo.

Всего в наборе не так много компонентов, из которых предлагается собрать куб с диодной нотификацией о разных событиях.

С учетом того, что многие подобные вещи нас окружают, начиная от умных браслетов, которые оповещают о звонках, до датчиков движения, смарт-камер с многочисленными пушами, такое занятие кажется очень своевременным.

Вернемся к обычным конструкторам. Из аналогов «Микроника» следует упомянуть конструкторы "Знаток". Главное их отличие — большая наглядность, упрощенный и более надежный способ закрепления элементов.

Безусловно, некоторая атмосфера «серьезного» взрослого конструктора теряется, но для постижения простых законов физики и электроники, возможно, она и не нужна. Элементы конструктора крепятся к плате с помощью «кнопок».

Все выполнено из жестких элементов, и значит конструкция не развалится, не рассыпется: это довольно надежно и прагматично. Сама же «плата» в разы больше и «Мастерской электричества», и уже «Микроника» подавно.

Что-то не доделал? Легко убрать с доской и отложить до следующего раза.

Раз уж мы коснулись темы электронных робототехнических конструкторов, то уместно упомянуть пару примеров. Во-первых, электронные конструкторы «ЛАРТ».

Компания известна на рынке аналогичными наборами электронных экспериментов, типа «Природного электричества» и несколькими моделями программируемых простых моделей. Среди них, например: «Робот-скиф», который управляется блоком R-5 с контроллером Arduino nano.

В комплекте вы получаете:

Несущая пластина – 1 шт.
Мотор-редуктор – 4 шт.
Колесо пластиковое – 4 шт.
Батарейный отсек на 6 шт. батареек АА – 1 шт.
Блок управления R-5 – 1 шт.
Контроллер совместимый с Arduino Nano – 1 шт.
Инфракрасный датчик ЛМ1-940 – 2 шт.
Ультразувковой датчик HC-SR04 – 1 шт.
Сервомотор SG90 – 1 шт.
Пластиковый держатель УЗ датчика – 1 шт.
USB кабель – 1 шт.
Стойка латунная 10 мм – 2 шт.
Стойка латунная 20 мм – 4 шт.
Винт М3 х 25 мм – 8 шт.
Винт М3 х 6 мм – 14 шт.
Винт М2 х 6 мм — 2 шт.
Гайка М3 — 2 шт.
Гайка М2 — 2 шт.
Комплект проводов – 1 шт.
Трубка пластиковая для ИК диодов — 2 шт.
CD диск с описанием конструктора — 1 шт.

Чуть более простой и чуть более дешевый «ЛАРТ» — «Робот, следующий по линии».

Несущая пластина.
Ходовая часть: 2 электромотора с колесом 42 мм, держателем моторов и крепежных винтов с гайками М2. И шариковая опора
Батарейный отсек с 6-ю батарейками типа АА и крепежными винтами с гайками М3.
Блок управления R5 с контроллером Arduino Nano, металлическими стойками 25 мм и крепежными винтами М3 х 6мм.

Набор пластиковых деталей робота.
Крепежные элементы
Батарейный отсек для 6-ти батареек АА
Батарейный отсек для 4-х батареек АА
4 сервомотора SG90
Блок управления R-5M
Контроллер Arduino Nano
Резиновые ножки

Всего есть несколько наборов. Например, «Стартовый набор» первого уровня призван объяснить основы электроники.

Он построен по принципу обучающих уроков: всего их 30, каждый из которых последовательно включает и теоретическую часть и практические навыки.

Урок №1. Основные понятия электричества.
Напряжение, сопротивление, мощность, сила тока, закон Ома.

Урок №2. Светодиод.
Особенности применения и подключения

Урок №3. Тактовая кнопка.
Использование в электрической цепи

Урок №4. Работа с мультиметром.
Методика измерения электрических характеристик

Урок №5. Переменное сопротивление.
Реостат и потенциометр, их назначение и применение.

Урок №6. Транзисторы.
Описание и разновидности. Построение цепи на основе биполярного транзистора

Урок №7. Последовательное соединение проводников.
Характеристики и особенности. Расчет электрической цепи.

Урок №8. Терморезистор и фоторезистор.
Описание и особенности использования.

Урок №9. Делитель напряжения.
Принцип деления напряжения. Расчет параметров цепи.

Урок №10. Вольт-амперная характеристика.
Определение и функциональное предназначение.

Урок №11. RGB-светодиод.
Особенности подключения полноцветного светодиода.

Урок №12. Параллельное соединение проводников.
Характеристики и особенности. Расчет электрической цепи.

Урок №13. Конденсатор.
Разновидности, характеристики и применение.

Урок №14. Однопереходный транзистор.
Принцип работы и практическое использование в схемах.

Урок №15. Создание простого колебательного контура.
Мигающий светодиод.

Урок №16. Начало работы с микросхемами.
Микросхема счетчика импульсов в мини-проекте «Бегущий огонёк».

Урок №17. Применение микросхемы триггера Шмитта в цифровых системах.
Мини-проект «Автоматический бегущий огонёк».

Урок №18. Особенности работы с 7-сегментным цифровым индикатором.
Мини-проект «Змейка».

Урок №19. Знакомство с логическими элементами.
Микросхема с элементом «НЕ» в мини-проекте «Автоматический ночной светильник»

Урок №20. Микросхема с логическим элементом «И».
Понятие обратной связи и мини-проект «Код доступа».

Урок №21. Триггеры в электронике.
Микросхема D-триггера в мини-проекте «Пластификатор цифр».

Урок №22. Изучение 555-го таймера.
Моностабильный режим работы. Мини-проект «Таймер для домофона».

Урок №23. Работа 555-го таймера в режиме генератора непрерывных колебаний.
Мини-проект «Полицейский маяк».

Урок №24. Принципы создания звука. Звуковой динамик.
Мини-проект «Музыкальный синтезатор».

Урок №25. Расширенное управление таймером.
Мини-проект «Спецсигналы».

Урок №26. Применение драйвера 7-сегментного индикатора.
Мини-проект «Секундомер».

Урок №27. Разновидности электродвигателей.
Коллекторный двигатель и управление им с помощью реле.

Мини-проект «Привод автомобильного стеклоочистителя».
Урок №28. Управление электродвителем с применением Н-моста.
Мини-проект «Лебедка».

Урок №29. Микросхема-драйвер для управления электродвигателем.
Мини-проект «Повелитель мотора».

Урок №30. Управление сервоприводом.
Мини-проект «Сервометроном».

В основе каждого урока один или несколько экспериментов для улучшения восприятия и закрепления знаний. Все, как в школе, в общем. В процессе этой «занимательной физики» ребенку объяснят принципы создания колебательных систем, формирования цифровых сигналов, научат создавать собственные устройства из предложенных микросхем и элементов.

Учебное пособие по основам электроники
Часть 1 — 1 шт.
Часть 2 — 1 шт.

Набор светодиодов:
Красный — 5 шт.
Желтый — 5 шт.
Зеленый — 5 шт.

Набор резисторов:
120 Ом — 20 шт.
240 Ом — 20 шт.
1 кОм — 20 шт.
10 кОм — 20 шт.
100 кОм — 20 шт.

Набор тактовых кнопок с колпачками:
Тактовый кнопки — 3 шт.
Цветные колпачки — 3 шт.

Биполярный транзистор — 5 шт.

Переменный резистор (потенциометр) — 2 шт.

Фоторезистор VT93N1 — 1 шт.

Набор перемычек для макетной платы — 1 шт.

Болтовой клеммник — 3 шт

Макетная плата
82х53 — 2 шт.

Соединительные провода
«папа-папа» длиной 20 см — 40 шт

Батарейный отсек на 4 батарейки АА — 1 шт.

Мультиметр цифровой — 1 шт.

Набор электролитических конденсаторов:
1 мкФ — 5 шт.
47 мкФ — 5 шт.
4,7 мкФ — 5 шт.
100 мкФ — 5 шт.
220 мкФ — 5 шт.

Термистор 10 кОм — 1 шт.

RGB светодиод — 1 шт.

Однопереходный транзистор — 5 шт

Батарейки АА — 8 шт.

Серводвигатель — 1 шт.

Бузер — 1 шт.

Соединительные провода
«папа-мама» длиной 20 см — 20 шт

Мотор-редуктор — 1 шт.

Диод выпрямительный — 5 шт

Отвертка — 1 шт.

Набор микросхем (18 шт):
74hc4017 — 1 шт.
74hc14 — 1 шт.
74hc08 — 2 шт.
74hc04 — 2 шт.
74hc02 — 2 шт.
CD4026 — 2 шт.
L293D — 1 шт.
NE555 — 3 шт.
CD4013 — 4 шт.

7-сегментны индикатор — 2 шт.

Набор керамических конденсаторов:
0,1 мкФ — 5 шт.
0,01 мкФ — 5 шт.

Светодиод синий — 5 шт.

Реле одиночное — 1 шт

Динамик — 1 шт.

Батарейный отсек 1хАА — 1 шт

Батарейный отсек 2хАА — 1 шт.

Стабилизатор напряжения — 2 шт

Датчик наклона — 1 шт.
Модуль с тактовыми кнопками — 2 шт.
DVD диск — 1 шт.

Стоимость такого комплекта — 6999 рублей.

Также в линейке есть похожий конструктор, который отчасти решает аналогичные задачи, с более богатой комплектацией на базе контроллера Arduino.

Запустить онлайн-школу самостоятельно кажется неподъемной задачей. Нужно разобраться, как загрузить материалы урока на платформу, подключить онлайн-кассу и принимать платежи, настроить рассылки, проводить вебинары, отслеживать эффективность обучения.

Разобраться в нюансах помогут сервисы, которые значительно облегчат жизнь создателю онлайн-школы.

LMS — это система дистанционного обучения. С помощью таких площадок легче управлять всеми учебными процессами и видеть необходимые для аналитики данные: посещаемость, открываемость уроков, выполнение домашних заданий.

Образовательная онлайн-платформа для быстрой сборки уроков и курсов.

Функционал платформы. Позволяет редактировать запущенные курсы. Запускать викторины для вовлечения аудитории, генерировать UGC-контент, собирать лиды. Внедрять «Диалоговый тренажер» для геймификации.

В чем отличие. Нет ограничений по количеству пользователей. Интеграция с сервисами LearningApps, Tilda, Unisender, Zoom, Worldword. Встроенная онлайн-касса.

Платформа для создания онлайн-курсов.

Функционал платформы. Удобный редактор по созданию тестов. В конструкторе можно добавлять текстовый, видео и аудио-контент, а также фотографии, картинки и PDF-файлы. Доступен редактор для создания тестов.

В чем отличие. Под уроками можно добавлять ссылки на другие продукты. Есть общий каталог с курсами, размещенными на площадке с возможностью поиска по ключевым словам.

Многофункциональный конструктор онлайн-курсов.

В чем отличие. Возможность создать форум, где учащиеся задают вопросы преподавателю и общаются между собой. Авторы курса могут разместить его в поисковой выдаче платформы.

Онлайн-платформа для организации обучения.

Функционал платформы. Возможность загрузить презентацию, запись вебинара, аудио и видео-контент — файлы любого типа. Доступна лента новостей по программам.

Сервис для проведения вебинаров и тренингов.

Функционал платформы. Диалоговый тренажер, начисление баллов за правильные ответы на задания урока, рейтинговая таблица, тесты, опросы — все инструменты для геймификации курса.

В чем отличие. Интеграция с CRM по запросу. Данные для аналитики по прохождению курсов учащимися. Собрана база знаний с вебинарами для экспертов по работе в онлайн.

В образовательной траектории часто зашиты видео-форматы: вебинары, сессии «вопрос-ответ», практические занятия. Особенно это важно для смешанного формата обучения, когда часть материалов учащиеся изучают самостоятельно, а другую часть — вместе с педагогом.

Функционал. Видеозвонки и конференции. Демонстрация экрана с возможностью добавлять рисунки, тексты, стикеры.

Как использовать эксперту. Сессионные залы с возможностью разделить аудиторию на отдельные сессии: выручит, если педагог использует формат смешанного обучения или при работе над кейсами в группах.

Функционал. Мероприятия для бизнеса, обучения и развлечения. Опросы, тесты, квизы, виртуальные залы для участников.

Как использовать эксперту. Проводить онлайн-обучение с параллельной работой в группах с уникальными сценариями и тренинги с максимальной коллаборацией участников.

Функционал. Курсы, автовебинары, вебинары, тестирования. Проведение маркетинговой кампании.

Как использовать эксперту. Использовать возможности закрытой экосистемы. Для автовебинаров возможно подключить генератор виртуальных зрителей, вебинары, курсы, прием платежей, тесты.

Функционал. Демонстрация экрана, виртуальная указка, ограниченные по времени опросы.

Как использовать эксперту. Для онлайн-школы есть вариант брендировать вебинарную комнату логотипом и выбрать цветовое оформление в корпоративном стиле.

Функционал. Интерактивная доска. Тесты и интерактивные опросы во время вебинара.

Как использовать эксперту. Шаблоны лендингов. Брендирование вебинарной комнаты. Видео-редактор для несложного монтажа: например, обрезать запись или наложить титры.

Бесконечные цепочки прогревочных писем, что часто отличает инфобизнесовый маркетинг, не работают. Сильный продукт с качественным продакшеном эффективнее продвигать с помощью точечных рассылок по сегментам целевой аудитории. И вот какие сервисы помогут.

Функционал. Работа в конструкторе с готовыми шаблонами. HTML-редактор, если у вас есть готовый шаблон.

Как использовать эксперту. Сегментировать базу с возможностью персонализации писем. Автоматизация рассылок — приветственные письма, например.

Функционал. Чат-бот в мессенджерах для продаж и сбора заявок: создатели сервиса обещают конверсию до 80%.

Как использовать эксперту. При помощи автоматических вопросов выделить сегменты среди целевой аудитории, чтобы, впоследствии, настроить рассылку полезного для этой части аудитории контента.

Функционал. Готовые шаблоны на платформе, блочный редактор, импорт готовых шаблонов.

Как использовать эксперту. Настраивать формы подписок для сбора контактов. Делать рассылки по различным соцсетям. Смотреть аналитику по географии и карте кликов.

Доходимость курса — один из главных показателей эффективности: учащиеся вовлечены в процесс и получают максимум от обучения. Чтобы этого добиться, добавлять проверочные задания, давать сложный материал в виде занятий на 10-15 минут и использовать геймификацию, в чем помогут следующие сервисы.

Функционал. Сервис интерактивных упражнений с шаблонами, которые можно использовать для загрузки собственного учебного контента.

Как использовать эксперту. Создаваемые задания можно персонифицировать: учащийся укажет свои данные, благодаря чему, несложно отследить результаты работы по каждому из учеников.

Функционал. Онлайн-платформа и сайт для распространения музыкальных треков, подкастов.

Как использовать эксперту. Записывать подкасты в качестве дополнительных материалов к основному онлайн-курсу или аудио-версии уроков для удобства прослушивания учащимися.

Функционал. Сервис, с помощью которого легко создавать интерактивные упражнения для проверки знаний.

Как использовать эксперту. Самостоятельно придумать задание на основе одного из шаблонов, которые предлагаются в приложении, или же выбрать готовое из библиотеки.

Функционал. Музыкальный каталог с доступом ко всем популярным трекам и музыкальным подборкам.

Как использовать эксперту. Приводить музыкальные композиции в качестве примеров, если это необходимо для изучения материалов: например, если запускаете музыкальный курс.

Функционал. Конструктор сайтов и лендингов, который можно освоить без знаний в области программирования и дизайна.

Как использовать эксперту. Продвигать онлайн-курсы и информационные продукты: создавать лендинги с описанием учебных программ. Подключать прямую оплату курсов.

Функционал. Хранение видеоконтента и, при определенных настройках, защита от скачивания.

Как использовать эксперту. Первое → выключаете возможность репостить ролик. Второе → настраиваете домен. Например, «Доступ только на домене coreapp.ai». Видео не откроется ни на одном другом сервисе.

Функционал. Приложение с такими компонентами, как базы данных, канбан доски, календари и напоминания.

Как использовать эксперту. Хранилище для учебных материалов с отдельными карточками-страницами, где можно оставлять заметки и вести конспекты.

В настоящее время учебных виртуальных конструкторов (учебных сред) изобретено мало, хотя в условиях быстрой компьютеризации общества они приобретают все большую популярность. Их идея довольно проста. Можно дать ребенку возможность наблюдать за ходом физического эксперимента на экране компьютера, а можно позволить ему самому этот эксперимент ставить — расположить наклонные плоскости, гирьки, тележки, бильярдные шары, планеты Солнечной системы, электроны и пешеходов и посмотреть, что получиться. И не только посмотреть, но, если надо, получить все графики во всех осях координат и т. д. Сложна ли постановка виртуального эксперимента? Не сложнее, чем рассказ о ней и много проще, чем реальная постановка. Возможность постановки виртуального эксперимента, а, если нужно, и сотен и тысяч экспериментов, радикально меняет учебный процесс.

Основная часть

1. Понятие «Виртуальный конструктор»

Виртуальный конструктор (учебная среда) — это образовательный электронный ресурс, позволяющий в рамках законов и правил, заданных предметной областью, строить модели и работать с ними в объектной технологии.

Глобальная педагогическая цель учебных сред — развитие творческих способностей обучаемого путем создания благоприятной среды, исследуя которую обучаемый приобретает нужные знания.

Если рассматривать интерактивное обучение глубже, то речь идет не просто о подключении эмпирических наблюдений, жизненных впечатлений учащихся в качестве вспомогательного материала, иллюстративного дополнения — опыт учащегося-участника служит центральным источником учебного познания.

2. Особенности учебных сред

Компьютерная информационная среда обучения содержит модели изучаемых знаний и является самостоятельным объектом обучения в варианте, возможном без участия учителя, реализуя парадигму: «ученик — учебная среда – технологии». Поскольку здесь информационные объекты не могут рассчитывать на их активизацию и воспроизведение учителем, то и требования к ним должны предъявляться другие, чем в системе «учитель — учебная среда – ученик»:

во-первых, они должны быть доступными учащимся и соответствовать их уровню знаний и мышления;

во-вторых, они должны быть воспроизводимыми и соответственно представлять все системные связи и отношения;

— в-третьих, они должны содержать максимально возможное количество средств самоактивизации.

В этом, очевидно, большое преимущество компьютерных средств обучения. Их средства управления и пользовательского интерфейса обязаны соответствовать уровню искусственного интеллекта, возлагая на себя часть функций учителя. Таким образом, печатные и компьютерные средства в системе обучения «ученик — учебная среда – технологии» должны соответствовать системному подходу. Такой тип обучения может быть применим в средней школе, во-первых, в дифференцированной форме, а во-вторых, только как надстройка над базовой системой с учетом специфики и профильной направленности обучения. Разумеется, любые печатные и компьютерные средства могут использоваться в полной системе обучения в качестве дополнительных учебных пособий (помимо основных учебников). В этом случае они выступают в качестве иллюстративных аудиовизуальных средств или сборников экспериментального материала, и поэтому к ним не предъявляются никакие требования, кроме требований качества и соответствия целям обучения.

3. Основные виды виртуальных конструкторов

Самой знаменитой учебной средой является Лого. В ЛогоМирах ребенок рисует фантастические пейзажи, сопровождает их письменными и устными текстами, населяет самыми разными персонажами, задавая для них математические законы поведения. Перволого — Лого для маленьких позволяет делать все это тем, кто еще не умеет читать и считать, но хочет научиться этому, а заодно многому другому. Используя прикладные программные средства общего назначения учитель (а тем паче, ученик) может создать собственную специальную образовательную среду для конкретного проекта. Например — нарисовать на экране визитную карточку, которую дети заполняют (с индивидуальной, посильной для них скоростью и грамотностью) придя в первый класс. Внутри компьютера все визитные карточки слетаются в одну общую записную книжку. Компьютер для каждого ученика печатает все листочки этой книжки. Ну, а разукрасить и вырезать сбоку страничку до нужной буквы и сшить в настоящую, не виртуальную, книжку — это дело самого ученика. Эта записная книжка становится для учащегося и его родителей не только полезным информационным продуктом, но и метафорой современной жизни в Сети (Интернете), где каждый рассказывает о себе и может узнать обо всех.

Элкон — графическая среда для моделирования объектов различных предметных областей. Создание композиций объектов (конструирование) осуществляется по принципу мозаики в процессе последовательного и целенаправленного применения к множеству используемых объектов соответствующих преобразований. В среде ЭЛКОН возможна реализация широкого спектра преобразований над множествами. Такие абстрактные понятия, как множество, функция, преобразование, операция и т.п., интерпретируются в системе на доступном для любого возраста уровне.

Система направлена на развитие конкретного и абстрактного мышления у детей, формирование творческих компонентов деятельности. Элкон может использоваться при изучении конструкторской деятельности, при изучении и исследовании множеств с различной структурной организацией, для формирования авторского мышления, эстетического воспитания и т.п.

Применение системы возможно практически в любых предметных областях, включая орнаментальное искусство, историю, географию, домоводство, дисциплины естественно-математического цикла. Система ориентирована на непрограммирующего пользователя. В среде Элкон могут работать дети, начиная с 5-6 лет.

Элкон — безъязыковая среда, поэтому особенно эффективна для работы с маленькими детьми, ещё достаточно хорошо не овладевшими речью. Принято считать, что в первую очередь математика и логика способствуют формированию абстрактного мышления. При этом нередко забывают, что таким средством выступает и язык.

Аскун — компьютерная учебная среда для изучения терминологии и моделирования задач на понятийном уровне. Словарный комплекс ориентирован на помощь учащимся в освоении основной терминологической лексики изучаемой предметной области, а также служит средством структурной организации понятий в виде тезауруса, выступая тем самым своеобразной моделью предметной области. Тезаурус содержит краткое определение каждого понятия и его связи с другими понятиями описываемой предметной области.

Разработка такого тезауруса является далеко не тривиальной задачей, а сам тезаурус представляет интеллектуальный продукт. Описание каждого термина в системе его связей становится отдельным исследованием, поскольку эта работа проводится на самом глубоком уровне изучения лингвистического объекта — как в парадигматике (в ряду аналогичных объектов), так и в энциклопедическом аспекте (в системе знаний).

В школьных учебниках и пособиях связи между понятиями одной дисциплины, как и междисциплинарные связи, не формулируются явно, что приводит к необходимости просто механически зазубривать учебный материал. Тем самым учащийся заучивает некоторую совокупность понятий часто без связи между ними, что не даёт целостного представления о предмете. Аналогично межпредметные и междисциплинарные связи остаются в тени. Происходит невосполнимое разрушение целого. В результате человек способен работать преимущественно на низких или средних уровнях принятия решений как в том, что касается его личной жизни, так и в профессиональной области.

При использовании АСКУН достигаются следующие цели:

изучение основной терминологической лексики предметной области и системы семантических связей между понятиями (тематическая и структурная ориентация);

формирование производных словарей (микротезаурусов) на базе основного тезауруса (функциональная ориентация);

ассоциативное усвоение элементов знаний изучаемой предметной области на основе многоаспектного использования словарной информации и графического изображения связей понятий (когнитивная ориентация).

Контур — компьютерная учебная среда для решения задач на построение сечений выпуклого многогранника. Важно отметить, что решение задач в системе имеет в целом невычислительный характер. КОНТУР — это инструментальная среда, обеспечивающая активное изучение предметной области на базе тезауруса, моделирование проблемных ситуаций задачи на понятийном уровне, а также реализацию плана учащегося по построению сечения. Решение задачи в системе Контур осуществляется в режиме диалога с компьютером на естественном языке.

Система Контур позволяет решить любую задачу данного класса из школьного курса стереометрии, условие задачи формируется в режиме диалога. Одновременно создаются графические модели исходных объектов. При решении задачи учащийся работает с реальными объектами предметной области (точкой, прямой, отрезком, плоскостью, многоугольником, многогранником), использует набор графических операций, ему доступны различные виды вращения фигуры, работа в оконной среде.

Система Контур направляет деятельность учащегося на решение задачи и независимо от него генерирует правильный ответ. Никаких готовых решений в систему заранее не заложено. Контрольно-оценочный этап возлагается на преподавателя. Статистическую информацию о работе учащегося можно посмотреть в протоколе системы. Учитель получает информацию о том, сколько раз учащийся менял своё решение при описании объектов предметной области; сколько сделано попыток повторного решения задачи после сравнения собственного ответа с ответом компьютера; исследовалась ли задача на наличие других решений (если да, то сколько раз); какое время было затрачено на создание формальной модели условия задачи; каково общее количество задач, решённых учащимся за один сеанс работы с системой.

Основные достоинства разработки:

построение формальной модели условия задачи;

возможность исследования задачи на наличие других решений;

приближение объекта к реальному, за счёт учёта свойств элементов многогранника;

идея конструктора задач;

использование тезауруса для работы с понятиями, в результате чего предоставляется возможность ставить оригинальные задачи по изучению предметной области и их моделированию на понятийном уровне.

Компьютерные учебные среды дают возможность учащемуся, решая, в том числе и стандартные, задачи, продемонстрировать нестандартность своего мышления. А сравнительный анализ полученных решений позволяет убедиться в многообразии существующих возможностей. В школе чаще всего, к сожалению, от ученика добиваются формального решения задачи. От него требуется с точностью до шага воспроизводить решение по шаблону.

Хотя опыт работы с виртуальными конструкторами пока не очень большой, но он показывает, что компьютерная поддержка творческой работы во всех направлениях востребована школой, и способна помочь как учителю, так и ученику.

Читайте также: