Аспекты компьютерного обучения в процессе подготовки специалистов по промэлектронике

Размещено на http://www.allbest.ru/

Аспекты компьютерного обучения в процессе подготовки специалистов по промэлектронике

Система подготовки специалистов, выпускаемых по электроэнергетическим специальностям, в том числе по промышленной электронике является одним из объектов процесса информатизации. Естественно, что стремление активно применять современные информационные технологии в этой сфере должно быть направлено на повышение уровня и качества подготовки специалистов. Поэтому недостаточно просто овладеть той или иной информационной технологией. Необходимо выделить и наиболее эффективно использовать те ее особенности и возможности, которые могут в какой-то мере обеспечить решение конкретно поставленных задач в области изучения специальных дисциплин.

В общем, о компьютерной технологии обучения можно сказать, что она представляет собой технологию обучения, основанную на принципах информатики [1]. Главной ее отличительной особенностью является применение компьютерных средств - весьма динамично развивающихся средств обучения, применение которых и возможности которых кардинально меняют систему форм и методов обучения. При этом в области подготовки специалистов по промышленной электронике под компьютерными средствами подразумеваются IBM-совместимые компьютеры, микропроцессорные учебно-отладочные средства, одноплатные контроллеры и специализированные микроконтроллеры с программно-отладочными средствами.

Анализ различных источников, в том числе [1-3], посвященных данной проблеме, а также опыт обучения студентов по направлению «Электроника и наноэлектроника» в Оренбургском государственном университете позволяет сформулировать аспекты этой проблемы в виде следующих вопросов:

какую долю учебного материала и в каком его виде представить и реализовать с использованием компьютерных средств?

как и какими средствами осуществлять контроль знаний, оценивать уровень закрепления навыков и умений?

каким должен быть интерфейс «обучаемыйкомпьютерная система»?

Для переложения курса обучения на компьютерные технологии необходимо иметь представление не только о предметной области, но также быть всесторонне информированным о возможностях информационных технологий, а также знать - какими средствами компьютерной поддержки достигается тот или иной фрагмент обучения.

Компьютер как средство обучения может использоваться только при наличии специализированных технических средств, перечисленных выше и непосредственно связанных с предметной областью, а также соответствующего программного обеспечения (ПО). И здесь огромное значение для эффективности обучения приобретает организация взаимодействия обучаемого с компьютерной системой, называемой интерфейсом [3]. Именно этому аспекту, на взгляд авторов, недостаточно уделяется внимания.

По существу, каждую компьютерную систему можно оценивать двумя критериями: точностью, корректностью и удобством. Разработчики ПО (системные программисты) традиционно обращают особое внимание на корректность результатов: много усилий тратится на разработку и тестирование ПО, которое обеспечивает требуемую точность обработки.

Гораздо меньше внимания уделяется концепции удобства работы с компьютерной системой. Хотя с системой взаимодействует, по крайней мере, один обучаемый, считается, что основная задача компьютерной системы -- выполнять некоторое задание, а не служить обучаемому вспомогательным средством при выполнении этого задания. Повышенное внимание к точности и корректности обработки информации производится за счет игнорирования вопроса о том, каким образом вводятся и выводятся данные, то есть предпочтение отдается содержанию, а не форме.

Обучаемый как пользователь компьютерной системы имеет право ожидать не только точных и корректных результатов обработки данных, но и удобства в использовании системы. Это значит, что при пользовании компьютерной системой будущий специалист не должен существенно менять стиль работы и полностью опираться на приобретенные умения и навыки работы с элементами изучаемой техники, связанной со специальностью. В этом смысле очень показателен пример с разработчиками компьютерных игр. Они тратят много сил на проектирование интерфейса между человеком и компьютером; компьютерная игра фактически и есть интерфейс. Поэтому разработчики игр должны хорошо разбираться не только в возможностях аппаратных и программных средств, но также обладать хорошим воображением и проявлять изобретательность при реализации задач «игроккомпьютерная система».

И все же, отдавая дань оригинальности решений, нужно признать, что в основе всех таких операций лежат общие принципы. Для рассматриваемой проблемы их можно сформулировать так: интерфейс «обучаемыйкомпьютерная система» должен включать все аспекты автоматизированной компьютерной системы, с которыми непосредственно соприкасается обучаемый при выполнении учебных задач.

Эффективность взаимодействия обучаемого с системой существенным образом связана с удобством этого взаимодействия. На удобство работы влияют факторы, которые влияют на чувство комфорта. Их можно разделить на две большие группы, представленные в таблице 1.

Таблица 1

Эргономические характеристики реальной системы могут существенно улучшить или ухудшить отношение пользователя к ней, и тем самым оказать влияние на эффективность процесса обучения.

Конструктивные особенности оборудования (как компьютера, так и дополнительных микропроцессорных устройств) и размещение его в рамках рабочего места могут повлиять на чувство физического комфорта обучаемого при работе с системой.

Другой фактор -- это психологическая эргономика. В то время как физическая эргономика занимается изучением соответствия функций системы физиологическим характеристикам человека, психологическая эргономика занимается изучением соответствия функций системы психологическим процессам человека. В качестве примера можно привести процесс считывания сообщения с экрана монитора. Пользователь, который не может сориентироваться в непривычном представлении, в общем-то, известной графической схемы электронного устройства, ощутит неуверенность, психологический дискомфорт. И уже нет смысла прилагать усилия для создания условий, которые не вызывают у пользователя, например, боль шеи или усталость глаз. На этот аспект работы систем, получивший название диалога, разработчики ПО могут повлиять как в положительную, так и в отрицательную сторону. Разработка ПО диалога и является основой интерфейса «обучаемыйкомпьютерная система».

Многие системы обучения, используемые в настоящее время, страдают именно отсутствием профессионального интерфейса, который отвечал бы потребностям обучаемых. Можно заметить, что нет ничего невозможного в создании эффективного интерфейса. Примером того могут служить опять же современные компьютерные игры. Их притягательную силу нельзя объяснить только новизной. В связи с этим полезно ближе познакомиться с некоторыми характеристиками интерфейсов этих игр и сделать соответствующие выводы.

Во-первых, интерфейс необходимо проектировать отдельно, как и отдельно разрабатывать структуру файлов, обрабатываемых системой. Состав и форма представления входных и выходных данных должны стать предметом тщательного анализа разработчиков интерфейса.

Во-вторых, взаимодействие пользователя с компьютерным средством имеет много общего с взаимодействием человека с современным автомобилем. Здесь существует большое число общепринятых в эргономике решений, которые можно легко перенести на разработку компьютерных средств обучения.

В-третьих, разработчик должен понимать не только вычислительный процесс, необходимый для решения задачи, но и знать особенности пользователей системы, чувствовать их психологические потребности и оценивать их действия, направленные на достижение целей задач.

Однако единственный способ оценки эффективности интерфейса -- это посмотреть, как на самом деле пользователь взаимодействует с системой в процессе обучения. И узнать, что достиг (или не достиг) разработчик интерфейса требуемого результата на основании, например, следующих критериев:

1) простота освоения и запоминания операций системы;

3) удовлетворенность пользователя при работе с системой.

К сожалению, эффективность широко используемых интерфейсов в компьютерных системах обучения объективно ограничивается существующими дешевыми, и потому широко распространенными аппаратно-программными средствами ввода и вывода, которые в процессе диалога действуют как чисто пассивные посредники. Независимо от выбранной структуры диалога входные сообщения, получаемые посредством процедур ввода, механически преобразуются в форму, удобную для релевантного рабочего процесса. Выходные сообщения из рабочего процесса подвергаются подобному же преобразованию, но в обратном направлении. Интерфейс не понимает содержания сообщения в момент осуществления этих преобразований. Ему не требуется знаний ни о характере поведения пользователя, ни о внутренней структуре рабочих процессов, ни о данных, с которыми они манипулируют.

Следовательно, интерфейс не осуществляется в контексте отображаемой предметной области, так, как это происходит при общении людей, касающемся той же предметной области. Люди интерпретируют полученную информацию и словами выражают то, что хотят сказать в плане соответствующей модели предметной области. Процесс, с помощью которого это делается, описывается в форме распознавания образов. Поступающая информация коррелируется с образцами, содержащимися в модели предметной области, чтобы определить, какая из интерпретаций предпочтительнее, и принять ее за истинную.

Однако подобные типы интерфейсов уже реализуются в системе «обучаемыйкомпьютерная система». Типы подобных интерфейсов называют интеллектуальными. В качестве примера можно привести интерфейс математического пакета программ MathCAD или специализированное в области электронных устройств приложение Multisim.

На основе приведенного анализа можно сделать выводы, как с учетом сложившейся стратегии проектировать интерфейс «обучаемыйкомпьютерная система» для обеспечения подготовки специалистов по промэлектронике.

Во-первых, нужно ориентироваться на создание интеллектуальных интерфейсов, включающих механизм определений объектов электроники в контексте отображаемой предметной области. Такой интерфейс должен обладать знаниями о мире задачи, в котором функционируют он и обучаемый.

Во-вторых, разрабатываемый интеллектуальный интерфейс должен использовать формы распознавания образов для интерпретации входных сообщений от пользователя в рамках системной модели предметной области обучения.

Список литературы

интерфейс специалист подготовка

1.Бауэр Ф.Л., Гооз Г. Информатика: Пер. с нем. - М.: Мир, 1990. - в 2-х т.

2.Горобец Г.Г. Аспекты информатизации образования. // Материалы международной научно-практической конференции «Информатизация образования - 2007», часть 1. Калуга: КГПИ, 2007. - С. 178-183.

3.Коутс Р., Влеймник И. Интерфейс «человек-компьютер»: Пер. с англ. - М.: Мир, 1990. - 501 с., ил.

Размещено на Allbest.ru