ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ВИРТУАЛЬНЫХ ЛАБОРАТОРИЙ И СИМУЛЯТОРОВ В ОБУЧЕНИИ ЦИФРОВОЙ ДИДАКТИКЕ
1.1 Понятие и назначение виртуальных лабораторий и симуляторов в обучении
1.2 Особенности разработки, применения и внедрения виртуальных лабораторий и симуляторов в практику образовательной деятельности
1.3 Функциональные возможности виртуальных лабораторий и симуляторов в обучении информатике
ГЛАВА 2 ОСОБЕННОСТИ РАЗРАБОТКИ И ВНЕДРЕНИЯ ВИРТУАЛЬНЫХ ЛАБОРАТОРИЙ ПРИ ОСВОЕНИИ ИНФОРМАТИКИ В КОЛЛЕДЖЕ
2.1 Место и роль дисциплины «Информатика» в структуре основной образовательной программы
2.2 Особенности использования виртуальной игровой платформы CodeCombat в курсе «Информатика»
2.3 Основные подходы к применению игрового симулятора в учебном процессе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Одним из важных направлений развития информатизации образования являются современные информационные технологии. Интерактивность, интенсификация процесса обучения, обратная связь – заметные преимущества этих технологий, которые обусловили необходимость их применения в разных областях человеческой деятельности, прежде всего в тех, которые связаны с образованием и профессиональной подготовкой.
В настоящее время в России уделяется огромное внимание разработке и использованию в учебном процессе электронных образовательных ресурсов (ЭОР). Педагогам предоставляется широкий выбор обучающих программ, электронных энциклопедий и справочников и т.п. Всё большее внимание при их разработке уделяется мультимедиа, которое в значительной степени способствует повышению наглядности ресурсов и эффективности их использования в учебном процессе. Примером использования таких ресурсов в учебном процессе могут служить виртуальные лаборатории, позволяющие моделировать объекты и процессы окружающего мира, а также организовывать компьютерный доступ к реальному лабораторному оборудованию. Их использование особенно актуально при преподавании как гуманитарных, так и точных таких дисциплин.
Использование виртуальных лабораторий в учебном процессе позволяет с одной стороны предоставить возможность обучающемуся провести эксперименты с оборудованием и материалом, отсутствующим в реальной лаборатории, получить практические навыки проведения экспериментов, ознакомиться детально с компьютерной моделью уникального дорогостоящего объекта, не опасаясь за возможные последствия. С другой стороны, подключение имеющегося лабораторного оборудования и приборов к компьютеру в рамках виртуальной лаборатории позволяет перевести традиционную физическую или химическую лабораторию на новый уровень технологий, соответствующий сегодняшнему уровню развития науки и техники.
Целью написания ВКР является разработка виртуальных лабораторий и симуляторов в средних образовательных учреждениях по дисциплине «Информатика».
Основные задачи:
- Изучить психолого-педагогическую литературу по организации учебного процесса с использованием виртуальных лабораторий и симуляторов;
- Провести разработку виртуальных лабораторий и симуляторов по дисциплине «Информатика» для студентов колледжа;
- Подготовить методические рекомендации по применению виртуальных лабораторий по дисциплине «Информатика» для студентов колледжа.
Объектом исследования являются виртуальные лаборатории и симуляторы для студентов средних образовательных организаций.
Предметом исследования является разработка и использование виртуальных лабораторий и симуляторов в учебном процессе студентов СПО.
Теоретические положения, рассмотренные в выпускной квалификационной работе, базируются на работах в области педагогики, информационных технологий, методики обучения информационных дисциплин. Необходимо заметить, что вопросам повышения качества образования посвящено немало работ как отечественных, так и зарубежных авторов в области педагогики, которые акцентируют внимание на применение новых информационных технологий в образовании, однако практически отсутствуют исследования связанные с поиском взаимосвязи качества образовательного процесса с объёмом инвестиций в совершенствование материально-технической базы СПО путём организации специализированных виртуальных лабораторий и стимуляторов.
Выпускная квалификационная работа состоит из введения, двух глав, заключения, литературы.
ГЛАВА 1 МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ВИРТУАЛЬНЫХ ЛАБОРАТОРИЙ И СИМУЛЯТОРОВ В ОБУЧЕНИИ ЦИФРОВОЙ ДИДАКТИКЕ
1.1 Понятие и назначение виртуальных лабораторий и симуляторов в обучении
Виртуальные лаборатории – это интерактивные онлайн-симуляторы опытов и экспериментов для детей и взрослых, которые позволяют совершенствовать знания и навыки по предметам школьной программы, изучать свойства привычных вещей и явлений, создавать собственные объекты и логические задачи, а также превращать цифровое пространство в место виртуальных поединков и целых турниров.
Предпосылки к созданию виртуальных обучающих ресурсов можно отметить в середине ХХ века. В 1957 г. М. Хайлиг изобрёл сенсораму – первый в мире виртуальный симулятор. Это изобретение стало одним из наиболее ранних примеров применения технологии мультисенсорного погружения. В 1974 г. М. Крюгер разработал лабораторию искусственной реальности «Videoplace», основная идея которой заключалась в создании среды, реагирующей на действия и движения пользователя. В 1982 году Т. Фернесс представил системы Super Cockpit или VCASS (Visually Coupled Airborne Systems Simulator) для обучения пилотов военно-воздушных сил Соединённых Штатов Америки. Эти и другие события стали отправными точками для разработки современной виртуальной образовательной среды. Виртуальная лаборатория – это программно-аппаратный комплекс, позволяющий проводить опыты без непосредственного контакта с реальной установкой или при полном отсутствия таковой.
В начале XXI века интерес к разработке виртуальных образовательных лабораторий возрос, стали чаще появляться публикации на эту тему. Анализ существующих решений в данной области позволяет выявить проблемные поля и задать векторы развития виртуальной образовательной среды.
В процессе «терминологического» исследования возникает проблема использования часто встречающихся терминов: «виртуальное обучение», «виртуальная лаборатория», «виртуальная учебная лаборатория», «виртуальная информационно-образовательная лаборатория».
Проанализируем несколько различных интерпретаций ключевых определений, представленных в психолого-педагогических источниках. Т.В. Никулина и Е.Б. Стариченко полагают, что «виртуальная лаборатория – это смоделированный объект реального мира в электронную образовательную среду, позволяющий организовывать лабораторные и практические занятия без отсутствия реального оборудования, непосредственного с ним контакта» [6]. Баймульдин М.К. считает, что «виртуальная информационно-образовательная лаборатория является программно-информационной системой, состоящей из компьютерных программ, реализующих сценарий учебной деятельности, и специальным образом подготовленных знаний, a именно структурированной информации и систем упражнений для ее осмысления, осваивания и закрепления» [4, с. 2].
Виртуальная лаборатория, по мнению авторов статьи «Создание электронных учебных пособий и виртуальной лаборатории для дистанционного образования», представляет собой «интегрированную информационную среду, включающую учебные, учебно-методические, практические, справочные, контрольно-обучающие и контрольно-тестирующие материалы по блоку подготовки специальным дисциплинам» [12, с. 462].
Данильчук Е.В. рассматривает в качестве синонимичных следующие понятия: «дистанционное обучение», «обучение с применением компьютеров», «сетевое обучение», «виртуальное обучение» и иные, отмечая, что виртуальные лабораторные работы должны учитывать специфику изучаемой дисциплины при подготовке специалистов технических направлений [8, с.14].
Итак, под виртуальными лабораториями понимается два типа программно-аппаратных комплексов:
- Лабораторная установка с удалённым доступом – назовём такие комплексы дистанционные лаборатории;