Применение виртуальных лабораторий в техническом образовании

» 13.03.2015 12:36, автор: sunspire, блог автора.

Отрасль электронного обучения в мире активно развивается в темпе роста технического прогресса. Согласно сведениям компании-поставщика решений в сфере электронного обучения «Competentum» (www.competentum.ru), по уровню распространения электронного обучения Россия отстает от ведущих стран примерно на 7-8 лет. По данным Global Industry Analysts (www.strategyr.com), оборот рынка электронного обучения в мире в 2010 году составил 52,6 млрд. долларов, увеличившись по сравнению с 2007 г. на 32% (40 млрд. долларов). На 2015 год аналитическая компания прогнозирует рост до 107 млрд. долларов.{cut}

На сегодняшний день рынок электронного обучения в России находится в стадии развития и является пока «незрелым». Потенциальный объем рынка оценивается очень высоко. Согласно данным «The Economist Intelligence Unit», граждане России тратят около $10 млрд. в год на получение дистанционного образования в иностранных университетах. На сегодняшний день потенциальный спрос и реальное предложение российского рынка электронного обучения отличаются друг от друга в десятки раз. Рынок будет расти и развиваться как за счет новых потребителей, так и за счет поиска опытными потребителями улучшений существующих систем. По данным CNews Analytics, в России корпоративный сегмент развивается более быстрыми темпами, в то время как росту государственного сектора препятствуют консервативность представителей ВУЗов, отсутствие четко прописанного законодательства в этой области и финансовые затруднения. Согласно прогнозам участников рынка, рост рынка электронного образования в России составит 20-25% ежегодно.

Разработка, внедрение и совершенствование информационных технологий (виртуальных лабораторий, компьютерных лабораторных тренажеров, мастерских) в нашем XXI веке – веке глобализации и компьютеризации, перестали быть технологиями завтрашнего дня, и, несомненно, внесут свой достойный вклад в формирование информационного общества в нашей стране. Развитие информатики и применение компьютеров в научных исследованиях и образовании ставят вопрос о пересмотре основных концепций представления научных знаний даже в уже глубоко разработанных и весьма формализованных областях и выдвигают на первый план задачу структурирования этих знаний. Разработка мультимедийных учебно-научных лабораторий и их использование в инженерном образовании являются перспективным направлением в обучении современным высоким технологиям, подготовке высококвалифицированных научных кадров и отраслевых специалистов, а также повышении квалификации инженерно-технических работников и сотрудников предприятий промышленного сектора.

Электронные образовательные ресурсы на основе современной компьютерной трехмерной симуляции физических процессов и явлений реализуются в форме мультимедийных учебно-научных лабораторий или виртуальных учебных комплексов. Новизна технологии виртуальных учебных комплексов аргументируется использованием современных средств компьютерного моделирования и активным внедрением информационных технологий в сферу образования как нового трансдисциплинарного направления.

Компьютерный симулятор токарного станка с ЧПУ

Сформулируем основные причины использования технологии виртуальных лабораторий и учебных комплексов:

  • существующие лабораторные стенды и мастерские недостаточно оснащены современными приборами, устройствами и аппаратами;

  • лабораторных стендов и учебных мастерских введены в действие после списания с производства, не отвечают современным требованиям и морально устарели, что может искажать результаты опытов и служить потенциальным источником опасности для обучающихся;

  • лабораторные работы и стенды требуют ежегодного усовершенствования, которое приводит к дополнительным финансовым затратам;

  • в таких областях как, например, строительное материаловедение или физическая химия, кроме оборудования требуются также расходные материалы – сырье, реактивы и др., стоимость которых достаточно высока. Разумеется, компьютерное оборудование и программное обеспечение также стоят недешево, однако универсальность компьютерной техники и ее широкая распространенность компенсируют этот недостаток;

  • современные компьютерные технологии позволяют пронаблюдать процессы, трудноразличимые в реальных условиях без применения дополнительной техники, например, из-за малых размеров наблюдаемых частиц;

  • виртуальные учебные комплексы дают возможность моделирования процессов, протекание которых принципиально невозможно в лабораторных условиях;

  • виртуальные учебные комплексы дают возможность проникновения в тонкости процессов и наблюдения происходящего в другом масштабе времени, что актуально для процессов, протекающих за доли секунды или, напротив, длящихся в течение нескольких лет;

  • безопасность – является немаловажным плюсом использования виртуальных учебных комплексов в случаях, где идет работа, например, с высокими напряжениями или химическими веществами;

  • из-за инерционности работы или процессов на некоторых лабораторных установках за отведенное для них время, трудно проводить повторные анализ или проверку;

  • приобретение слушателями достаточных навыков и опыта работы в определенной области требует необходимости повторения занятий, что не всегда выполняется во избежание частых поломок установок и дополнительных затрат на расходные материалы;

  • виртуальные учебные комплексы являются высокоэффективным методом обучения, что обусловлено низким уровнем абстракции содержащегося в них учебного материала, иными словами, виртуальная среда обучения в мультимедийных учебно-научных лабораториях максимально имитирует реальные условия.

Учитывая вышеизложенные факты, возникает необходимость введения такого нового, эффективного и доступного педагогического метода (методики), который способствовал бы решению следующих задач:

  • инициировать достаточно большой интерес у слушателей наряду с доступностью для них, тем самым повысить активность и самостоятельность их учебной работы;

  • привлечь внимание слушателей, учитывая их психологические особенности улучшить восприятие учебного материала за счет его мультимедийности;

  • обеспечить полный контроль усвоения материала каждым слушателем;

  • облегчить процесс повторения и тренинга при подготовке к экзаменам и другим формам контроля знаний;

  • разгрузить преподавателей от рутины контроля и консультирования;

  • использовать внеаудиторное время для изучения конструкций в виде домашних заданий;

  • внедрить дистанционные формы учебной работы, в том числе в учебных заведениях, имеющих слабую лабораторную базу.

Именно с этой точки зрения внедрение информационных технологий способствует оптимальному решению вышеназванных задач и устранению ряда недостатков традиционного способа обучения. Эти вопросы во всей полноте можно решать с помощью мультимедийных учебных комплексов и виртуальных лабораторий, создаваемых на компьютерах.

Авторский коллектив центра научно-образовательных электронных ресурсов Тверского государственного технического университета регулярно объявляет о выпуске новейших программных средств обучения - трехмерных виртуальных лабораторий и тренажеров по основным техническим дисциплинам: гидравлике, теплотехнике, технологии машиностроения, строительному материаловедению и др. (сайт разработчиков). География применения разработок охватывает более 40 городов России и стран СНГ (более 80 вузов и колледжей). Виртуальные лаборатории полностью соответствуют требованиям отраслевого стандарта Минобразования РФ ОСТ.2-98 "Системы автоматизированного лабораторного практикума".

География внедрения виртуальных лабораторных практикумов

Экономическая эффективность виртуального учебного комплекса обусловлена разницей в затратах на приобретение программного продукта и затратах на приобретение и обслуживание лабораторного оборудования, расходных материалов (например: вяжущих веществ, заполнителей, химических компонентов, реактивов и пр.). К примеру, средняя стоимость лабораторного гидравлического пресса П-10 составляет 220 тысяч рублей при сроке эксплуатации 5–6 лет, при этом стоимость программного комплекса, охватывающего всю лабораторную базу, составляет в 2–2,5 раза меньше стоимости одного гидравлического пресса.


Оценить заметку:
Ваш голос был учтён.
голосов: 0 голосов: 0

Комментарии

Вы можете оставить краткий комментарий к этой заметке, а также выставить ей оценку.
Обратите внимание:
  • Запрещено обсуждение вопросов, касающихся кряков, серийников и т.п.
  • Запрещено указывать интернет-адреса (URL).
  • Комментарий должен быть написан на русском языке (допускается транслит).

Чтобы оставить комментарий к этой заметке вы сначала должны авторизоваться.

Обратите внимание:
  • Запрещено обсуждение вопросов, касающихся кряков, серийников и т.п.
  • Запрещено указывать интернет-адреса (URL).
  • Комментарий должен быть написан на русском языке (допускается транслит).
1785

Вы уверены, что хотите удалить эту заметку?

Статистика | Рейтинги | Авторам | Реклама
Copyright © 1999-2021 Softodrom.ru
О проекте | О перепечатках | Рассылки | Пользовательское соглашение | Политика конфиденциальности | Карта сайта
Яндекс.Метрика