Для чего предназначены компьютерные тренажеры
Компьютерный имитационный тренажер (КИТ), – это система, обеспечивающая генерацию модели реальности в соответствии с математической моделью этой реальности при помощи программных средств [1]. При подаче на основные органы восприятия пользователя (зрительные, слуховые, тактильные, обонятельные) программно управляемых воздействий, а также при обеспечении реалистичной реакции моделируемой среды на производимые действия, появляется эффект личного участия пользователя в наблюдаемой виртуальной среде.
Задачи компьютерного имитационного тренажера— обеспечить соответствие усваиваемых материалов или навыков требованиям предстоящей работы, эффективность учебного процесса, а также добиться того, чтобы усвоенные при обучении стереотипы были успешно перенесены на условия реальной работы[2].
Используемые в педагогике классификации средств обучения [2], относят КИТ к категории технических средств обучения (ТСО) - системы, комплексы, устройства и аппаратура, применяемые для предъявления и обработки информации в процессе обучения с целью повышения его эффективности. Классификация средств обучения (как и многое в педагогике) различна - в зависимости от положенного в основу признака [3], тем не менее, по функциональному назначению ТСО обычно разделяют на три основных класса: информационные, контролирующие и обучающие.
Нахождение области методов обучения (т.е. цель обучения, способ усвоения и характер взаимодействия субъектов обучения), в которой применяются ТСО позволяют классифицировать их по методам обучения (таблица 1.).
Таблица 1. Классификация ТСО по методам обучения
| Цель | Способ | Организационная форма обучения |
|---|---|---|
| Создание представления обзорного характера по какой-то теме или проблеме; систематизация и обобщение знаний по теме или разделу. | Восприятие и осмысление информации, сообщаемую педагогом. При лекционном изложении материала слушатели, как правило, не имеют возможности проявить инициативу. | Лекции, семинар. |
| Получение знаний на основе процесса получения и обработки экспериментальных данных - количественных характеристик реальных физических величин, определяющих поведение исследуемого объекта, процесса или явления, подтверждающих или опровергающих сформулированные целевые функции проведения эксперимента. | Обучающий физический эксперимент, ставящий целью отработку основных приемов и технологий планирования и проведения эксперимента, включая его основные этапы: формулировка цели и задач исследований, определение способов и методов достижения цели, используемое оборудование и технологии. | Лабораторные работы. |
| Обучение применению полученных знаний при решении комплексных задач, связанных со сферой деятельности будущих специалистов. | Применяется на заключительном этапе изучения учебного предмета; результатом является написанная курсовая работа или курсовой проект (согласно учебным планам и программам). | Курсовое проектирование. |
| Оценка навыков и профессиональных умений специалистов с целью их последующей сертификации или аттестации | Ответы на вопросы (теория), правильность выполнения действий (практика). | Сертификация или аттестация. |
| Практическое изучение устройства, принципа работы, наладки, регулировки оборудования, характерного для осваиваемой профессии. | Выполнение заданий с использованием специализированного оборудования. | Практикум. |
| Формирование и совершенствование у обучаемых профессиональных навыков и умений, необходимых им для управления материальным объектом. | Многократное выполнение обучаемыми действий, свойственных управлению реальным объектом. | Тренинг, повышение квалификации. |
Рассмотрение имитаторов как технических средства обучения, применяемых в определенных методах обучения и реализованных в виде программно-аппаратного обеспечения, позволяет выделить основные виды (типы) имитаторов (таблица 2.).
Таблица 2. Виды (типы) имитаторов
| Организационная форма обучения | Метод реализации | Вид(тип) имитатора |
|---|---|---|
| Лекции, семинары | программно-аппаратная реализация | имитатор для лекций и семинаров |
| Лабораторные работы (обучающий физический эксперимент) | имитатор для лабораторных работ | |
| Курсовое проектирование | имитатор для курсового проектирования | |
| Сертификация или аттестация | имитатор для сертификации/аттестации | |
| Практикум | имитатор для практикума | |
| Тренинг, повышение квалификации | имитатор для тренинга - тренажер |
классификация - по методу реализации механизма имитации. Под методам имитации понимается метод обеспечения генерации модели имитируемого процесса или оборудования. Генерация модели может быть реализована 2 способами:
- программная реализация;
- программно-аппаратная реализация.
Программная реализация обеспечивает генерацию модели имитируемого процесса или оборудования на основе только математической модели. Программно-аппаратная реализация обеспечивает генерацию модели имитируемого процесса или оборудования на основе математической модели и данных, получаемых с реальных датчиков.
классификация - по количеству и функциям агентов. Задачи обучения, решаемые с помощью имитатора, могут быть решены одним пользователем или могут требовать одновременной работы множества пользователей, как правило, выполняющих различные функции. В соответствии с этим возможна следующая классификация имитаторов:
- одно-пользовательские;
- многопользовательские;
- многопользовательские с инструктором.
Имитаторы, рассчитанные на применение одним агентом, очевидно являются наиболее простыми в реализации (в рамках этой классификации). Такие имитаторы являются самыми многочисленными, т.к. большинство задач обучения, может быть успешно реализовано 1 человеком. Реализация одновременной работы множества агентов необходима в тех случаях, когда выполнение задачи подразумевает совместные действия агентов. Например, при обучении определенным действиям на буровой установке могут быть задействованы бурильщик, помощники бурильщика и т.д., реализующих различные функции. Также следует отметить тот факт, что агент в многопользовательских имитаторах — это не обязательно человек, в функции агента может исполнять и математическая модель, такие агенты называются виртуальными или искусственными.
Многопользовательские имитаторы с инструктором (как правило это тренажеры) отличаются от просто многопользовательских тем, что инструктор (количество инструкторов может быть различным), в отличии от других участников обучения, не участвует в выполнении задачи обучения, а выполняет совершенно другие функции, например:
- останов и повторный запуск тренажера;
- сохранение любой контрольной точки в качестве исходных начальных состояний для последующих тренировок;
- введение неисправностей, задаваемых инструктором во время тренировки или вводимых по заранее составленному сценарию;
- изменение граничных условий в ходе тренировки;
- протоколирование действий оператора и инструктора с возможностью вывода результатов на печать;
- контроль действий оператора инструктором с возможностью вмешательства в управление технологическим процессом;
- подача сигналов ложной тревоги, команд диспетчера, начальника и т.п.;
- изменение масштаба времени и т.д.
Тренажеры — единственный «регламентированный» вид имитаторов, в настоящий момент действуют следующие нормативные документы, касающиеся определения тренажеров и их областей применения - ГОСТ 26387-84 "Система человек-машина. Термины и определения" [4] и “Информационная технология. Комплекс стандартов и руководящих документов на автоматизированные системы” [5;6]. В указанных источниках тренажер определяется как техническое средство профессиональной подготовки обучаемого, предназначенное для формирования и совершенствования у обучаемых профессиональных навыков и умений, необходимых им для управления материальным объектом путем многократного выполнения обучаемыми действий, свойственных управлению реальным объектом. Согласно этому же документу, в общем случае, тренажер должен иметь три необходимые части: конструктивную (точную копию рабочего места оператора); программную (адекватную модель оборудования и процессов); дидактическую (рабочее место инструктора с программой оценки и контроля действий оператора, прочих не менее важных сервисных программ). При отсутствии хотя бы одной из указанных составляющих устройство уже не может называться тренажером.
Имитаторы для проведения лабораторных работ не «регламентированный» вид имитаторов, т.е. в настоящий момент не существует нормативных документов, касающихся их определения, областей применения и т.д.
Ключевой особенностью, отличающей данный тип имитаторов от других, является достаточно выраженная область методов обучения, т.е. цель обучения, способ усвоения и характер взаимодействия субъектов обучения [7,8,9,10]. Данный тип имитаторов реализует разновидность физического эксперимента - обучающий физический эксперимент, ставящий целью отработку основных приемов и технологий планирования и проведения эксперимента, включая его основные этапы: формулировка цели и задач исследований, определение способов и методов достижения цели, используемое оборудование и технологии. Это способ получения знаний, на основе процесса получения и обработки экспериментальных данных - количественных характеристик реальных физических величин, определяющих поведение исследуемого объекта, процесса или явления, подтверждающих или опровергающих сформулированные целевые функции проведения эксперимента.
Отличие от других типов имитаторов по методу обучения достаточно очевидно.
Заместитель генерального директора по развитию
Какое-то время назад никто и не знал о понятии «электронный тренажер», никто даже не мог представить себе существование интерактивных досок и электронных учебников.
Сейчас эти понятия уже не кажутся чем-то сверхъестественным.
Компьютерные тренажеры среди прочих видов электронного образования считаются, пожалуй, самыми интересными и эффективными. Все больше учебных заведений, учреждений повышения квалификации и подразделений по развитию персонала в компаниях используют их для обучения.
Что такое электронные тренажеры?
Электронные тренажеры – очень многогранный способ обучения, он сочетает в себе множество функций. Поэтому мы посвятим ему несколько публикаций. Рассмотрим виды тренажеров, их преимущества и недостатки, целесообразность использования конкретных тренажеров для определенных задач. Разберемся, так ли они эффективны, как об этом говорят.
Итак, что же такое компьютерный тренажер?
Электронный интерактивный тренажер – современный инструмент, который делает электронное обучение более интересным, вариативным и подходит для решения сложных задач.
Можно выделить семь наиболее часто встречающихся разновидностей тренажеров:
1. Электронный экзаменатор – простейший программный продукт, реализуемый на всех видах отечественной и зарубежной вычислительной техники. Основная его функция – это замена живого экзаменатора в строго регламентированных областях (техника безопасности различных производств, правила дорожного движения и т.п.). Как правило, такие экзаменаторы содержат различные виды тестов. Стоимость разработки подобных экзаменаторов самая низкая. Подобный вид программных продуктов назвать электронным тренажером можно с большой натяжкой.
Демонстрационные электронные тренажеры моделируют и показывают детали, устройства и процессы. Программное обеспечение может быть достаточно сложным (3D-графика, анимация, видео и т.д.).
Как и в случае программных продуктов 1-го класса, в данном случае тренируется внимание, память и т.д. Однако в программных продуктах 2-го класса, кроме этого, изучается структура, пространственное расположение, последовательность действий и т.д. Тем не менее тренировки навыков как таковых здесь нет.
Тренажеры, обучающие моторным навыкам, широко применяются для обучения вождению различных транспортных средств, стрельбе, сварочным работам, спортивным играм.
Тренажеры, обучающие распознаванию образов, используются для подготовки специалистов в области медицинской диагностики, для обучения навыкам синхронного перевода. Но наиболее интенсивно подобные электронные тренажеры применяются для обучения операторов различных военных специальностей.
Тренажеры, обучающие работе по алгоритму, предназначены для обучения методикам работы с оборудованием, эксплуатации сложной техники, в том числе и медицинской. Эти электронные тренажеры строятся на статической модели мира, не предусматривающей влияния внешних возмущений или случайных факторов на объекты мира. Они моделируют работу с исключительно исправной техникой. Такой электронный тренажер обычно имеет довольно жесткий сценарий обучения: обучаемый пользуется полной свободой действий только в промежутках между контрольными ситуациями, а верное решение (ситуация) всегда одно, и от обучаемого в конечном итоге требуется его точное воспроизведение.
Тренажеры, обучающие поведению в нештатных (аварийных) ситуациях, используются для тренировки персонала и операторов электростанций, атомных станций, химических производств, а также при обучении управлению движущимися объектами (самолет, судно) в сложных ситуациях, когда существует опасность столкновения с другим объектом.
Тренажеры, обучающие решению задач с разветвленным деревом допустимых решений. Основной упор в таких электронных тренажерах делается на проверку решения, предложенного обучаемым. Подобным образом проводится обучение навыкам проектирования, монтажа, сборки систем, а также навыкам поиска неисправностей и ремонта оборудования.
Использование компьютерных программ и тренажеровпозволяет решать ряд прикладных задач по оптимизации учебного процесса, повышению активной роли обучающегося через включение его в различные виды деятельности, в том числе самостоятельной, развитию его мотивации к образовательной деятельности, что, в свою очередь, влияет на повышение качества образовательного процесса.
Современные компьютерные программы обучения ставят перед ребенком реальную, понятную, вполне достижимую цель: решишь верно примеры - откроешь картинку, вставишь правильно все буквы - продвинешь ближе к цели сказочного героя. Таким образом, в процессе игры у ребенка возникает положительная мотивация усвоения знаний.
Приведу несколько примеров использования компьютерных программ на уроках учителями начальных классов нашей школы:
1.Электронное приложение к учебнику
Электронное приложение является мультимедийным компонентом к учебникам русского языка, окружающего мира, литературного чтения. В приложении отражены все виды работ, представленные в учебнике: изложение правил и определений, упражнения всех типов (в том числе по развитию речи), работа со словарными словами, странички для любознательных. Для контроля усвоения знаний в пособии представлены проверочные работы по всем темам и интерактивные игры.
С помощью приложения учителя объясняют новый материал на уроке, систематически проводят индивидуальную работу с учениками на уроке, организовывают повторение тем, вызывающих наибольшие затруднения у учащихся.
Уроки Кирилла и Мифодия
Это сборник уроков начальной школы с 1 по 4 классы по предметам: Математика, Русский язык, Окружающий мир, Обучение грамоте. Разработаны в соответствии с ФГОС и продуктивно сочетаются с учебниками из федерального перечня. Помогают делать обучение интереснее и увлекательнее, а также способствуют быстрому и легкому освоению программы начальной школы. Задания просты для использования и восприятия. Эти электронные пособия успешно используются на уроках и дома.
Выполнение заданий в программе не только развивает логическое мышление, но и помогает подготовиться к участию в школьных олимпиадах для учеников начальных классов. Задания состоят из вопросов, сопровождаемых картинками. С помощью редактора можно самостоятельно составлять вопросы на различные темы.
Программа содержит олимпиадные задания по математике
за 2-4 классы.
4.Тестовая программа «МуТеst»
Это – система программ (программа тестирования учащихся, редактор тестов и журнал результатов) для создания и проведения компьютерного тестирования, сбора и анализа результатов, выставления оценки по указанной в тесте шкале.
MyTest предусматривает работу с 8 типами заданий:
с выбором одного ответа;
с множественным выбором ответа;
с установлением порядка следования;
предусматривающий восстановление соответствия;
с самостоятельным вводом ответа;
указание истинности или ложности утверждений;
выбор места на изображении.
Тест можно использовать как в ходе обучения новому материалу, так и на этапе контроля. Достоинством теста является возможность его использования не только непосредственно на уроке, но и, например, при дистанционном обучении или в самостоятельной работе учащихся, что безусловно стимулирует их творческую активность. Благодаря данному тесту школьники учатся анализировать, сравнивать, сопоставлять, делать выводы, вычленять общее из частного, устанавливать закономерности.
С помощью редактора можно создать либо новый тест, либо изменить существующий. В этой программе можно легко составить свои тесты и использовать их на уроках. Журнал тестирования в виде таблицы результатов позволяет учителю централизованно принимать и обрабатывать результаты тестирования, раздавать тесты посредством компьютерной сети. Кроме того, журнал тестирования даёт возможность учителю быстро проанализировать результаты и сразу же провести работу над ошибками. Преподаватель может оценить или проанализировать работу в любое удобное время.
Программа способна генерировать примеры, уравнения, задачи по математике и упражнения по русскому языку для учащихся 1-4 классов, после решения которых ученик получает соответствующую оценку; полученные оценки сохраняются – это даёт возможность ведения статистики оценок; с помощью редактора задач можно добавить самостоятельно составленные задачи; каждый ученик может принять участие в рейтинге, который определяет лучших учеников; в программу встроена игра "Математические гонки на воздушных шарах", в которую можно играть одному или вдвоем, а также Игра-тренажёр "Таблица умножения". Остановимся подробнее на этой программе.
Один из видов компьютерных программ - это компьютерные тренажеры.
Компьютерный тренажер - это программа, предназначенная для выработки у учащихся устойчивых навыков действий и обеспечивающая выполнение необходимых для этого функций преподавателя. Если оформление и модель поведения тренажера отражает элементы игровой формы, то такие тренажеры называют учебными компьютерными играми.
Данный ресурс учителя используют при фронтальной работе с классом на орфографических пятиминутках на уроках русского языка и при проведении устного счёта на уроках математики, а также для индивидуальной работы и для работы дома.
В практике используются как готовые тренажёры различных авторов, так и тренажёры собственной разработки.
Для отработки навыков сложения и вычитания, знания таблицы умножения учителя начальных классов используют такие тренажеры, как «Посчитай птичек», «Математика с Лизой» «Таблица деления в мультиках», «Таблица умножения в мультиках», «Дартс», «Юные водители» и другие.Во время обучения грамоте применяют разминку « Найди звук », « Джунгли », «Покупаем в магазине» . По русскому языку в 3-4 классах используются тренажеры: «Проверяеморфографические навыки», «Падежи», «Склонение имён существительных» и т.д. На уроках литературного чтения используют тренажёры «Работаем над техникой чтения», «Проверка скорости чтения», а на уроках окружающего мира «С какого дерева листок?», «Живая и неживая природа», «Природные зоны» и другие. Как пример, рассмотрим тренажер «Юные водители», это вариант использования готового тренажера.
Опыт применения компьютерных программ и тренажеров в учебном процессе в начальной школе позволяет выделить следующие положительные моменты:
учитывается индивидуальный темп работы учащегося, который сам управляет учебным процессом;
сокращается время выработки необходимых навыков;
увеличивается количество тренировочных заданий;
легко достигается уровневая дифференциация;
более адекватно оценивается уровень полученных знаний и приобретённых навыков;
Мы попросили рассказать о своем опыте использования онлайн-тренажеров подписчиков Педсовета. По результатам исследования педагоги отметили, что большинством детей (46,1 процента) такая форма обучения воспринимается с удовольствием. Разбираемся, какие преимущества и недостатки есть у существующих проектов.
Что такое онлайн-тренажер
Онлайн-тренажер - программа в интернет, которая позволяет обучаться в самостоятельном режиме или под руководством учителя или тьютора. Изучать можно те или иные области знаний, отрабатывать практические навыки. Есть варианты даже тренировать когнитивные способности мозга.
Онлайн-тренажер представляет собой набор сервисов: базу знаний, тесты, симуляции, игры. Часто онлайн-тренажеры выполнены в виде социальной сети, где пользователи объединены в группы и соревнуются между собой, набирая очки за правильно выполненные задания.
Самое главное преимущество использования тренажеров, по мнению опрошенной аудитории, это быстрая обработка материалов и экономия времени (так считают четверть респондентов). Тренажеры действительно удобны тем, что помогают легко производить оценку знаний и навыков, а также вести учет прогресса. К ним можно возвращаться даже через длительные промежутки времени и повторять уже пройденное на новом уровне.
В отличие от учебников, которые обычно ограничены по объему материала, онлайн-тренажеры не только включают большой справочный материал, но и чаще актуализируются, над их совершенствованием работает целая команда методистов. 18 процентов опрошенных подтвердили, что это прекрасный дополнительный материал к школьной программе.
Какие преимущества онлайн-тренажеров вы можете назвать?
Какие недостатки есть у онлайн-тренажеров
Оказалось, что самая большая проблема с использования онлайн-тренажеров техническая. Большинство опрошенных жалуются на отсутствие хорошего Интернета и достаточного количества компьютеров в образовательной организации. Поэтому педагоги часто используют онлайн-тренажеры в качестве домашнего задания и самостоятельной работы на мобильных телефонах.
Больше четверти опрошенных жалуются также, что у онлайн-тренажеров бесплатной бывает ограниченная функциональность, а всю полноту возможностей можно получить только за подписку. Тем не менее, у программ обычно существует тестовый период, когда можно оценить ее возможности и как они позволяют экономить личное время, которое тоже стоит денег.
Пользователи называли в качестве своих любимых онлайн-тренажеров и бесплатные программы, но при этом отмечали, что не всегда бывает высокое качество заданий, а также отсутствует методическая поддержка.
Какие недостатки есть у онлайн-тренажеров?
Существующие онлайн-тренажеры в целом устраивают педагогов, но, тем менее, в результатах нашего исследования есть и рекомендации. Участники просят разработчиков о следующих усовершенствованиях: сделать тренажеры для дошкольников, дополнительного образования, коррекции. При этом для детей более младшего возраста использовать более яркий дизайн и анимацию. Учителя также предлагают предусмотреть оффлайн-режим, когда можно тренироваться без интернета. Многим не хватает тренажера для подготовки к ВПР, а наиболее творческим педагогам - возможности самим придумывать задания.
Первый раз в ЯКласс
Одним из наиболее часто упоминавшихся в исследовании онлайн-тренажеров был “ЯКласс”, который знают 23,6 процента опрошенных. Поэтому тем, кто еще не знаком с этой программой, рассказываем о возможностях лидера нашего неформального рейтинга.
“ЯКласс” помогает учителю проводить тестирование знаний учащихся, задавать домашку в электронном виде с автоматической проверкой с учетом конкретного учебника. При этом с помощью запатентованной технологии “Genexis” для каждого учащегося создаются уникальные варианты заданий, что исключает списывание. На тренажере можно не только осваивать школьную программу, но и готовиться к годовым контрольным и государственным экзаменам.
Обучение в “ЯКлассе” идет в буквальном смысле на собственных ошибках. Ошибки помогают выявить проблемные и непроработанные темы для педагога и собственные пробелы для ученика. Хороший стимул для самообразования, особенно, когда видишь, как осваивают программу другие. В “ЯКласс” ученики и школы борются за призовые баллы, чтобы попасть в “ТОП”, и рейтинг обновляется ежесекундно.
За прогрессом детей могут следить и родители. Таким образом можно не на словах, а в виде конкретных графиков продемонстрировать независимую оценку успеваемости ребёнка. Вместо укорительных слов и взглядов достаточно будет дать папам и мамам доступ к отчетам по освоению предмета.
У сайта “ЯКласс” - функциональный дизайн, удобная регистрация, в том числе через социальные сети и электронные журналы, а также интеграция с другими образовательными ресурсами - 1С и Интернет-урок. Подключиться может педагог-активист, а может и целая школа, тогда сервис дополнительно обучит всех педагогов и сертифицирует их по ИКТ-грамотности.
Об исследовании
Исследование проводилось в течение месяца с 15 октября. В нем приняло участие 297 человек. Из них работают в школах - 69 процентов, в среднем профессиональном образовании - 10 процентов, в дополнительном образовании - 7 процентов
Большая часть участников исследования - педагоги в возрасте от 30 до 50 лет - 53 процента, более старший возраст участников составил 35 процентов, самой маленькой группой оказались участники в возрасте от 22 до 30 лет.
Участники представляли 32 региона России.
Читайте также: