Реферат: Перспективы развития программного обеспечения преподавания инженерно-технических учебных дисциплин

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРЕПОДАВАНИЯ ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКИХ УЧЕБНЫХ ДИСЦИПЛИН


Глушков В.Г.,Ширяев М.А.


Филиал Военного Авиационного Технического Университета. Ставрополь

E-mail :galkina_e@mail.ru


Информационные технологии применяются в преподавании сравнительно недавно. Существует много учебных компьютерных программ (УКП). Создание УКП идёт по различным направлениям.

Целью авторов является рассмотрение основных путей, по которым идут создатели УКП, и выявление наиболее перспективных направлений к требованиям УКП, с точки зрения структурной и функциональной полноты.

В разработке программного обеспечения учебного назначения в настоящее время наиболее выражены три подхода.

Во-первых, использование программной среды и создание программного обеспечения на языках программирования различного уровня.

Во-вторых, использование систем и баз данных в качестве основы для обеспечения работы оболочки, где реализованы алгоритмы обращения к данным и организован пользовательский интерфейс.

В-третьих, применение программно-инструментальных комплексов (ПИК) для проектирования учебных программ и организации учебного процесса.

Все эти подходы имеют свои положительные и отрицательные стороны. Рассмотрим их с точки зрения разработки и пользования.

Первый подход при разработке требует присутствия высококвалифицированных программистов. При этом, программное обеспечение может быть выполнено достаточно компактным и оптимальным с точки зрения использования аппаратного ресурса. На наш взгляд, недостатком этого подхода является сложность сопровождения программного обеспечения и адаптации для конкретного пользователя.

При втором подходе разработчики сталкиваются с определенными трудностями организации взаимодействия различных систем данных как с точки зрения форматов данных, так и с их предъявления и интерпретации. При проектировании учебных заданий встает ряд серьёзных проблем стыковки данных и обеспечения работы различных функциональных систем редактирования . Это в свою очередь, требует достаточно высокой квалификации пользователей-разработчиков конкретных учебных программ.

Третий подход основан на применении проблемно-ориентированных ПИК. Выбор той или иной базовой системы остаётся за разработчиком. При этом, основными характеристиками ПИК являются:

-функциональная полнота средств редактирования;

-аппаратная среда, в которой работают создаваемые программные модули;

- возможность привлечения и использования данных, порождаемых и создаваемых во внешних средах и комплексах.

Положительной особенностью третьего подхода является его универсальность с точки зрения возможности привлечения в среду разработчиков учебных программ опытных преподавателей, не являющихся квалифицированными программистами, но хорошо владеющих предметом. Использование ПИК, в данном случае, существенно облегчает процесс создания, настройки и адаптации учебных программ. Кроме того, сокращается процесс "сборки" учебных заданий при изменении программ обучения. Отсюда следует, что для разработки учебных программ и быстрого изготовления комплексов учебных программ наиболее целесообразным является использование ПИК.

ПИК должен обладать определённой структурной и функциональной полнотой:

-графические форматы систем и поддержка внешних графических структур;

-динамические модули, которые являются важной характеристикой базового программного обеспечения, позволяющего проектировать динамичную среду на основе формальных математических моделей;

-мультимедиа - технологии, необходимые для использования средств формирования экранных форм и среды пользователя с учётом аппаратно-технических возможностей и приложений персонального компьютера, включая анимационные эффекты. Кроме того, должна быть обеспечена возможность подключения внешних математических и иных процедур;

-организация данных и управление, то есть возможность хранения информации , формирования программ представления информации с учетом текущих и глобальных данных, оперативной коррекции процессов представления экранных форматов.

ПИК компьютерного сопровождения учебного процесса является автоматизированной системой, включающей:

-средства создания и адаптации учебного материала в машинно ориентированных формах и форматах ;

-программное управление учебным процессом, включая предъявление отдельных форматов учебных дисциплин, разделов и тем;

- обеспечение всех видов и форм занятий, включая лекции, групповые, практические занятия, тренажёрную и самостоятельную подготовку;

- регистрацию результатов обучения;

- сбор психофизиологических данных обучаемого.

-графические форматы и поддержка внешних графических структур;

-динамические модули, позволяющие проектировать динамичную среду на основе формальных математических моделей;

-мультимедиа-технологии;

-подключение внешних математических и иных процедур;

-организация данных и управление.

ПИК компьютерного сопровождения учебного процесса является автоматизированной системой, включающей следующие компоненты:

-средства создания и адаптации учебного материала в машинно-ориентированных формах и форматах;

-программное управление учебным процессом, включая предъявление отдельных форматов учебных дисциплин, разделов и тем;

- обеспечение всех видов и форм занятий, включая лекции, групповые, практические занятия, тренажёрную и самостоятельную подготовку;

- регистрацию результатов обучения.

ПИК включает две среды:

-среда проектирования и разработки учебных модулей – Система Преподавателя;

-среда организации учебного процесса – Система Обучаемого.

Каждая из этих сред работает с одними и теми же данными, локализованными в библиотечном модуле-файле. Ввод и редактирование учебных данных производится в Системе Преподавателя. Данные по организации учебного процесса формируются и сопровождаются в Системе Обучаемого. Выбор учебного модуля из библиотечного модуля возможен как в автоматическом режиме (по учебной программе), так и в директивном (по выбору обучаемого)

Наиболее полно выше перечисленным требованиям отвечает разработанный научной производственной фирмой ДиСофт на базе ПИК Универсальный Редактор Обучающих Курсов (УРОК). На основе УРОКа в филиале ВАТУ разработаны обучающие программы по учебным авиационным инженерно-техническим дисциплинам.

В соответствии с тематическим планом учебной дисциплины, учебный модуль представляет собой последовательный блок информации, разделённый на изучаемые темы и занятия. Для того,чтобы обучаемый мог проконтролировать свои знания, имеется модуль контроля. При его помощи, обучаемый может проверить свои знания по конкретным занятиям и темам в отдельности или по всей учебной дисциплине. С точки зрения программной архитектуры, обучающая программа разбита на статический и динамический блоки. Статический блок содержит в себе всю текстовую информацию и рисунки. Динамический блок осуществляет необходимую динамику картинки на экране.

В заключение представляется важным отметить, что наиболее перспективное направление в создании УКП - это использование ПИК, которые обладают необходимой структурной и функциональной полнотой. Примером может служить Универсальный Редактор Обучающих курсов.

Литература

1.Урок программно-инструментальная система./Под ред.С.Н.Трапезникова, Н.А.Матвеева. М., 1998. -16С.

2. Трахтенгерц Э.А. Компьютерная поддержка принятия решений: Научно – практическое издание. Серия «Информатизация России на пороге ХХ1 века». М., 1998.

3.Ларичев О.И., Мошкович Е.М. качественные методы принятия решений. М., 1996.