Специфика использования компьютерного моделирования в педагогических программных средствах

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И  НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

Государственное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

«Кабардино-Балкарский государственный  университет им. Х.М. Бербекова»

Математический факультет

Кафедра информатики и математического  обеспечения автоматизированных систем

 

 

 

ЗАЧЕТНАЯ РАБОТА

 

ПО ДИСЦИПЛИНЕ «СТОХАСТИЧЕСКОЕ  МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ»

 

 На  тему:

 

 «Специфика  использования компьютерного моделирования  в педагогических программных  средствах »

 

 

 

 

 

 

                                                             

 

                           Выполнила студентка: 

5 к. ПМ  и И (ОФО)

Жангоразова М.М.

                                                                        Проверила:

       к.ф.-м.н.,доцент Темботова М.М

 

 

 

 

 

Нальчик

2014

Содержание

Введение 2

Информационные технологии в образовании. Основные аспекты информатизации образования 4

Психолого-педагогические проблемы компьютеризации обучения 7

Основные факторы, влияющие на эффективность использования

информационных ресурсов в образовательном процессе. 10

Заключение 12

Список литературы 14

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Одним из важнейших направлений  развития общества является образование. Образование «работает» на будущее, оно определяет личные качества каждого  человека, его знания, умения, навыки, культуру поведения, мировоззрение, тем  самым создавая экономический, нравственный и духовный потенциал общества. Информационные технологии являются одним из главных  инструментов в образовании, поэтому  разработка стратегии их развития и  использования в сфере образования  составляет одну из ключевых проблем. Следовательно, использование вычислительной техники приобретает общегосударственное  значение. Многие специалисты полагают, что в настоящее время компьютер  позволит осуществить качественный рывок в системе образования, так как учитель получил в  свои руки мощное средство обучения. Обычно выделяют два основных направления  компьютеризации. Первое ставит цель обеспечить всеобщую компьютерную грамотность, второе - использовать компьютер в качестве средства, повышающего эффективность  обучения.

В системе обучения различают два  вида деятельности: обучающую и учебную. Н.Ф. Талызина и Т.В. Габай  предложили рассматривать роль компьютера в  обучении с точки зрения той функции, которую он выполняет.

Если компьютер выполняет функцию  управления учебной деятельностью, то его можно рассматривать как  обучающее средство, заменяющее педагога, так как компьютер моделирует обучающую деятельность, задает вопросы  и реагирует на ответы и вопросы  школьника как педагог.

Если компьютер используется только как средство учебной деятельности, то взаимодействие его с учащимися  осуществляется по типу «пользователь  ЭВМ». В данном случае компьютер  не является средством обучения, хотя он и может сообщать новые знания. Поэтому, когда говорят о компьютерном обучении, то имеют в виду использование  компьютера как средства управления учебной деятельностью.

Несмотря на то, что пока нет  единой классификации обучающих  программ, многие авторы выделяют среди  них следующие пять типов: тренировочные, наставнические, проблемного обучения, имитационные и моделирующие, игровые. Компьютерные модели имеют наиболее высокий ранг среди выше указанных. Согласно В.В. Лаптеву «компьютерная  модель - это программная среда  для вычислительного эксперимента, объединяющая в себе на основе математической модели явления или процесса средства интерактивного взаимодействия с объектом эксперимента и развитие средства отображения  информации.

Современное состояние компьютерного  обучения характеризуется большим  набором обучающих программ, значительно  отличающихся по качеству. Дело в том, что на начальном этапе компьютеризации  школ учителя, использовавшие компьютерное обучение, создавали свои обучающие  программы, а поскольку они не являлись профессиональными программистами, то и созданные ими программы  были малоэффективными. Поэтому, наряду с программами, обеспечивающими  проблемное обучение, компьютерное моделирование  и так далее, имеется большое  число примитивных обучающих  программ, не влияющих на эффективность  обучения. Таким образом, задачей  учителя становится не разработка обучающих  программ, а умение использовать готовые  качественные программы, отвечающие современным  методическим и психолого-педагогическим требованиям.

Одним из главных критериев дидактической  значимости моделирующих программ является возможность проведения исследований, которые ранее в условиях школьного  физического кабинета были неосуществимы. В содержании физического школьного  образования есть ряд разделов, натурный эксперимент в которых лишь качественно  описывает изучаемое явление  или процесс. Применение компьютерных моделей позволило бы провести и  количественный анализ данных объектов.

Важнейшим критерием эффективности  компьютерного обучения следует, вероятно, считать возможность получения  учащимися в диалоге с ЭВМ  нового, важного знания по предмету, путем такого уровня или при таком  характере познавательной активности, которые невозможны при безмашинном  обучении, при условии, конечно, что  их педагогический эффект и окупает  затраты времени учителя и  учащегося».

Значит, чтобы использование ЭВМ  приносило реальную пользу, необходимо определить, в чем существующая методика несовершенна, и показать, какие  свойства компьютера и каким образом  способны повысить эффективность обучения.

Анализ состояния компьютерного  моделирования свидетельствует  о том что:

1) компьютерное моделирование представлено  небольшим количеством программ  вообще и в частности тех,  которые моделируют физические  процессы, исходя из положений  молекулярно-кинетической теории (MKT);

2) в программах, моделирующих на  основе MKT, нет никаких количественных  результатов, а имеет место  лишь качественная иллюстрация  какого-либо физического процесса;

3) во всех программах не представлено  связи микропараметров системы  частиц с её макропараметрами (давлением, объёмом и температурой);

4) не существует разработанной  методики проведения уроков с  использованием компьютерных моделирующих  программ по ряду физических  процессов MKT.

 

 

  Информационные технологии в образовании. Основные аспекты информатизации образования

 

Цель информатизации общества - создание гибридного интегрального интеллекта всей цивилизации, способного предвидеть и управлять развитием человечества. Образовательная система в таком  обществе должна быть системой опережающей. Переход от консервативной образовательной  системы к опережающей должен базироваться на опережающем формировании информационного пространства Российского  образования и широком использовании  информационных технологий.

Вхождение России в единое мировое  информационное пространство ставит серьезные  проблемы перед отечественным образованием. Начиная с 80-х годов, сумма знаний в обществе возрастает вдвое каждые 2 года. Изменится и структура  знаний: доля традиционных знаний уменьшится с 70 до 40%, прагматических - с 15 до 10%, но возрастет доля новых знаний - с 5 до 15% и знаний, направленных на развитие творческих способностей личности - с 3 до 25%. Современное образование  является поддерживающим, перспективное  образование должно стать в информационном обществе опережающим.

Такое развитие информационного пространства требует обеспечения как психологической, так и профессиональной подготовленности всех участников образовательного процесса. В условиях радикального усложнения жизни общества, его технической  и социальной инфраструктуры решающим оказывается изменение отношения  людей к информации, которая становится важнейшим стратегическим ресурсом общества. Успешность перехода к информационному  обществу существенным образом зависит  от готовности системы образования  в кратчайшие сроки осуществить  реформы, необходимые для ее приспособления к нуждам информационного общества.

По существу, речь идет о решении  проблемы качественного изменения  состояния всей информационной среды (пространства) обитания российского  образования в сопряжении с отечественной  наукой и общественной практикой, а  также в сопряжении с мировой  высшей школой и мировой наукой. Решение этой задачи открывает новые  возможности для ускоренного  прогрессивного индивидуального развития каждого человека в системе образования  и для роста качества совокупного  общественного интеллекта, что в  перспективе окажет свое положительное  влияние на все стороны общественной жизни России.

Эффективность процесса информатизации непосредственно зависит от эффективности  процессов создания и использования  информационного ресурса, т.е. всего  информационного потенциала общества. Информационный ресурс фактически есть совокупность информации о прошлом  и настоящем опыте человечества, база для воспроизводства новой  информации.

По развитию информационного общества Россия отстала от многих западных стран. Это можно легко пронаблюдать на примере общего индекса зрелости информационного общества (Information Imperative Index). Он состоит из 20 четко сформулированных показателей из трех областей: социальной, информационной и компьютерной. Социальные показатели состоят из законодательной  базы, регулирующих норм и политических факторов. Информационный показатель состоит в основном из сектора  информатики и информационного  бизнеса (программное обеспечение, мультимедиа и т.д.). Компьютерный показатель отражает объем и насыщенность рынка оборудования, такого как РС, Интернет, мобильные телефоны и пр. Россия находится на 34 месте из 54 стран, т.е. в группе III. Наилучшие  показатели в России достигнуты в  социальной сфере (20 место), затем идет информационная сфера (32 место), и наихудший  уровень наблюдается в компьютерной сфере (46 место). Все это вместе составляет ясную картину, демонстрируя, что  телекоммуникационная инфраструктура и аппаратное обеспечение требуют  в целом большего развития, чем  законодательная база.

В процессе информатизации образования  необходимо выделить следующие аспекты:

1. методологический;
2. методический;
3. экономический;
4. технический;
5. технологический.

Проанализируем состояние и  развитие каждого аспекта.

Главной проблемой методологического  аспекта является выработка основных принципов образовательного процесса, соответствующих современному уровню информационных технологий. К сожалению, на данном этапе новые технологии искусственно накладываются на традиционные образовательные формы. Поэтому  необходимо найти новые подходы  к формированию основных требований к каждому уровню образования. Например, как сочетать традиционные требования умения грамотно писать и считать  с возможностями компьютера, который  это делает лучше и в силу присущей человеку лени не способствует формированию таких навыков. Аналогичный пример касается чтения. Легкий доступ к информационным ресурсам, создание которых никто  не контролирует, атрофирует у человека стремление работать с литературой. Такие же тенденции прослеживаются в области черчения и других дисциплин. Реальные лабораторные исследования заменяются работой в виртуальной среде. Но поскольку технический прогресс остановить невозможно, крайне важно  выработать новые образовательные  стандарты.

Основные преимущества современных  информационных технологий (наглядность, возможность использования комбинированных  форм представления информации - данные, стереозвучание, графическое изображение, анимация, обработка и хранение больших  объемов информации, доступ к мировым  информационным ресурсам) должны стать  основой поддержки процесса образования, в этом заключается сущность методического  аспекта.

Экономической основой информационного  общества являются отрасли информационной индустрии (телекоммуникационная, компьютерная, электронная, аудиовизуальная), которые  переживают процесс технологической  конвергенции и корпоративных слияний. Происходит интенсивный процесс  формирования мировой «информационной  экономики», заключающийся в глобализации информационных, информационно-технологических  и телекоммуникационных рынков, возникновении  мировых лидеров информационной индустрии, превращении «электронной торговли» по телекоммуникациям  в средство ведения бизнеса.

К сожалению, наша страна активно не участвует в информационной индустрии, что во многом приводит к навязыванию  западных стандартов в образовании.

Рассматривая технический аспект, отмечу, что в настоящее время  создано и внедрено достаточно большое  число программных и технических  разработок, реализующих отдельные  информационные технологии. Но при  этом используются различные методические подходы, несовместимые технические  и программные средства, что затрудняет тиражирование, становится преградой  на пути общения с информационными  ресурсами и компьютерной техникой, приводит к распылению сил и средств. Наряду с этим различный подход к  информатизации на школьном и вузовском  уровнях вызывает большие трудности  у учащихся при переходе с одного уровня обучения на другой, приводит к  необходимости расходования учебного времени на освоение элементарных основ  современных компьютерных технологий.

Отсутствие единой политики в области  оснащения техническими и программными средствами в угоду сиюминутной  выгоде инициирует использование устаревших информационных технологий, вызывает трудности при переходе с одного уровня обучения на другой, является препятствием для включения в мировую образовательную  систему. Очень серьезным моментом, связанным с использованием низкосортной вычислительной техники, является игнорирование  вопросов экологической безопасности работы с компьютерами. Этому аспекту  за рубежом уделяется серьезное  внимание и расходуются значительные средства на проведение в этой области  научных исследований и практических мероприятий.

Поэтому необходима интеграция усилий участников образовательного процесса в рамках формирования единого информационного  пространства общероссийского и  регионального образования на единых концептуальных, методологических и  технологических принципах. В связи  с этим новизной данного проекта  является разработка типовой модели информатизации со всеми компонентами компьютеризации и видами обеспечения. Научно-технический уровень современных  базовых информационных технологий образования в общем, соответствует  требованиям, предъявляемым прикладными  информационными технологиями. Проблема заключается в недостаточном  уровне проработки методологических вопросов.