Применение информационных технологий для совершенствования практических навыков обучающихся по общепрофесиональным дисциплинам

Размещено на http://www.allbest.ru/

Применение информационных технологий для совершенствования практических навыков обучающихся по общепрофесиональным дисциплинам

Семигорелов В.В.

In the article it is considered questions of information technology application for perfection of practical skills trained on common profession disciplines. The structure and the maintenance of a package of computer functional simulators (PCFS) are described. The basic results of PCFS experimental approbation are considered.

Использование новых информационных технологий повышает эффективность самостоятельной работы обучающихся, предоставляет совершенно новые возможности для творчества, обретения и закрепления различных профессиональных навыков, а также позволяет реализовывать принципиально новые формы и методы обучения с применением средств математического моделирования явлений и процессов. Примером реализации в образовательном процессе вышеперечисленных возможностей может служить один из элементов дидактического комплекса информационного обеспечения (ДКИО) учебной дисциплины "Электропитание устройств и систем телекоммуникаций", представленный в виде пакета компьютерных функциональных тренажеров (ПКФТ), который обеспечивает формирование практических навыков эксплуатации источников электроснабжения систем телекоммуникаций 1.

Необходимость создания таких программных продуктов обусловлена следующим:

- выделенный на изучение дисциплины лимит учебного времени не позволяет сформировать у курсантов устойчивых практических навыков и умений в вопросах эксплуатации электроагрегатов и электростанций;

- приобретать и совершенствовать эти навыки курсанты могут в основном в часы факультативных занятий, при этом главной проблемой является значительный отрыв обучающихся от занятия в это время;

- при проведении факультативных занятий ограниченное количество техники приводит к тому, что когда один из курсантов выполняет практическое задание, другие члены бригада вынуждены отрабатывать теоретические вопросы;

- если курсант пропустил по каким-то причинам практические занятия, нет возможности предоставить ему технику для получения практических навыков.

Решить возникающие проблемы позволяет создание программных продуктов, имитирующих выполнение операций по эксплуатации реальных источников электроснабжения. Разработанные программные продукты представляют собой программные средства учебного назначения (ПСУН), имеющие соответствующее учебно-методическое сопровождение. При их разработке прежде всего были определены методические цели, достигаемые с помощью ПСУН.

1. Индивидуализация и дифференциация процесса обучения.

2. Контроль с обратной связью, диагностирование ошибок и оценка результатов учебной деятельности.

-формирование внешнего представления изучаемых объектов и среды деятельности, а также обеспечение возможности имитации воздействий на них со стороны обучаемых;

- организация и управление учебно-тренировочным процессом.

Большое внимание было уделено выбору инструментальных средств. При этом учитывались:

- планируемые затраты и сроки реализации проекта.

В результате проведенной работы для решения задачи создания ПФКТ была выбрана система автоматизированного проектирования Delphi 6.0.

Выбранная система автоматизированного проектирования включает в себя следующие основные виды инструментов 2 :

- средства работы с шаблонами и библиотеки шаблонов;

- программы-мастера;

- средства визуализации проектирования;

- средства поддержки групповой деятельности;

- руководство для разработчиков;

- средства управления проектом;

- средства формирования отчетов.

К деятельности по разработке ПФКТ активно привлекались курсанты в рамках работы секции НРСК кафедры. В настоящее время в учебном процессе при изучении дисциплины "Электропитание устройств и систем телекоммуникаций" используется ПКФТ, включающий в себя:

- компьютерный функциональный тренажер (КФТ) «Электропитающая станция ЭСД20-Т/230М1»;

- компьютерный функциональный тренажер «Электроустановка ЭУ131 -4-О/230»;

В ходе разработки тренажера особое внимание было уделено интерфейсному уровню, при этом мы исходили из следующих требований к нему: простота, согласованность и интуитивная ясность для пользователей, не обладающих глубокими навыками работы на компьютере. Для формирования внешнего представления были использованы графические и мультимедийные средства, а для организации диалога - стандартные элементы пользовательского интерфейса. Электростанция ЭСД20-Т/230 М1 является сложным устройством, и поэтому ее иллюстрации снабжены системой мгновенной помощи (подсказки), появляющейся или исчезающей синхронно с движением курсора по отдельным элементам. Использование гипермедийной графики, наряду с появляющимся текстом подсказки, обеспечивает возможность увеличения отдельных элементов до размеров специально созданного окна. КФТ обеспечивает как пошаговый ("Обучение"), так и непрерывный ("Самостоятельный запуск") режимы работы пользователей.

В первом режиме программа демонстрирует последовательность выполнения операций при предпусковой подготовке электростанции ЭСД20-Т/230 М1, в процессе запуска агрегата, регулировке выходных параметров и подаче электропитания на потребителя. При этом последовательно, на общем виде электростанции, указательными стрелками показывается место расположения органов управления электростанцией, а в отдельном окне - их увеличенный вид и требуемое положение.

Во втором режиме курсантам предоставляется возможность самостоятельно с помощью компьютерной модели выполнить операции по подготовке, запуску двигателя, регулировке частоты и величины выходного напряжения, а также подаче питания на нагрузку. Причем взаимозависимые операции им необходимо выполнить в строго определенной последовательности. Для контроля за ходом выполнения работы и мотивации курсанта при правильном выполнении основных операций на экран монитора выводятся поощрительно-стимулирующие надписи 3.

Компьютерный функциональный тренажер «Электроустановка ЭУ131 -4-О/230».

Выполнен по ранее описанной технологии, но имеет дополнительный режим работы "Контроль", который позволяет осуществлять контроль выполнения обучаемым последовательности и правильности операций по развертываю и запуску электроустановки в работу. По окончании работы в этом режиме выдается протокол, содержащий сведения, отражающие процесс выполнения и результаты контрольных мероприятий:

- информацию о характере допущенных ошибок;

- оценка проверенных умений и ее пояснение (комментарий);

- рекомендации по развитию умений.

Рисунок 1 - Интерфейс компьютерного функционального тренажера «Электроустановка ЭУ131 -4-О/230»

информационный моделирование дисциплина

Отличительной особенностью данного тренажера является демонстрационный режим, позволяющий иллюстрировать эталонную деятельность.

Существенным недостатком описанных программных продуктов является то, что использование для создания виртуального объекта графического редактора системы автоматизированного проектирования позволяет реализовать уровень подобия - физический (рисунок объекта) рис. 1. При этом обучаемый совершает операции с моделью, повторяющей контуры ( похожий внешний вид и цвет) реального объекта, что в значительной степени снижает реалистичность действий. Устранить этот недостаток удалось за счет создания психологического подобия объекта и его изображения. Данная технология реализована в компьютерном функциональном тренажере «Бензоэлектрический агрегат АБ1-П/30М1». Сущность ее состоит в том, что образ источника энергоснабжения формируется не графическим редактором, а используются фотографические изображения, которые полностью повторяют вид реального электроагрегата рис. 2. Тренажер позволяет реализовать режим "Обучение" в котором обучаемый имеет возможность получить практические навыки в подготовке к работе и выполнению операций, которые должен произвести электромеханик для запуска бензоэлектрического агрегата и подачи питания потребителям. Каждый из этапов работы сопровождается "подсказками", содержащими информацию о правильных действиях, которые необходимо произвести обучаемому. В этом режиме переход на следующий этап невозможен без выполнения правильной последовательности действий, что позволяет добиться устойчивых практических навыков в выполнении операций. Применение данной технологии формирования образа объекта позволяет добиться:

- реалистичности;

- детализации объекта;

- выделения контактных областей с целью совершения над ними определенных действий (операций);

- формирования дружелюбного интерфейса;

- сокращения времени на разработку программного продукта.

Рисунок 2 - Интерфейс компьютерного функционального тренажера «Бензоэлектрический агрегат АБ1-П/30М1»

В настоящее время проводится работа по расширению возможностей КФТ - введению режимов «Тренировка» и «Контроль» и совершенствованию интерфейса. Опыт создания ПКФТ показывает, что предлагаемая технология является наиболее предпочтительной в условиях Академии, т. к. позволяет при ограниченном времени на разработку и невысокой квалификации разработчиков получить программные продукты, удовлетворяющие методическому назначению КФТ.

Использование ПКФТ при обучении курсантов, кроме учебных задач, решает немаловажные в современных условиях задачи экономии средств, так как применение на практических занятиях электростанций и электроагрегатов, в силу их большой энергоемкости, требует значительных финансовых затрат на обеспечение электроустановок горюче-смазочными материалами. Кроме того, на начальном этапе формирования навыков эксплуатации электростанций требуется многократное осуществление их пуска, что приводит к жестким условиям эксплуатации аккумуляторных батарей и, как следствие, к их быстрому износу и преждевременному снижению емкости. Применение в образовательном процессе на начальном этапе формирования практических навыков КФТ позволяет частично решить перечисленные проблемы.