Опыт применения программированных пособий для подготовки высококвалифицированных агроинженерных кадров

Существенные изменения в содержании программ по различным дисциплинам, связанные с переходом в настоящее время на двухуровневую систему образования, способствуют созданию новых форм и методик изучения учебного материала. Поэтому на современном этапе проводимых реформ значительное внимание уделяется соответственно проблемам информатизации образования и организации самостоятельной работы студентов [2, 3].

Информатизация образования – это процесс обеспечения сферы образования методологией и практикой разработки и оптимального использования новых информационных технологий, ориентированных на реализацию психологопедагогических целей обучения и воспитания. Одним из направлений процесса информатизации высшего образования является создание методических систем обучения, ориентированных на развитие интеллектуального потенциала обучающихся, на формирование умений самостоятельно приобретать знания, осуществлять учебную и экспериментальноисследовательскую деятельность, разнообразные виды самостоятельной работы по обработке информации. Из всего многообразия способов применения средств новых информационных технологий особо следует выделить использование программированных учебных пособий в связи с их широкой популярностью в практике отечественного и зарубежного образовательного процесса вследствие их неисчерпаемых потенциальных возможностей.

Изменения же в методике преподавания многих дисциплин предусматривают значительное увеличение временных ресурсов, выделяемых на самостоятельное изучение материала студентами [4]. Это очень трудоемкий и ответственный вид работы обучающихся, так как качество приобретенных студентами знаний и умений в процессе самостоятельной работы должно быть не ниже аналогичных показателей при традиционном изложении им материала. В связи с этим возникает проблема обобщения уже имеющегося опыта организации самостоятельной работы и поиска новых путей самостоятельного освоения учебного материала студентами. В век бурного развития компьютерных технологий открываются огромные возможности по увеличению наглядности изучаемого материала [5]. Именно поэтому одним из направлений совершенствования вузовской методики обучения и является создание и использование в учебном процессе программированных учебных пособий.

Все сказанное выше, а также задачи развития вузовской науки, необходимость повышения эффективности всей деятельности высшей школы потребовали широкого оснащения ее современной вычислительной техникой и всестороннего ее использования. Применение ЭВМ при подготовке агроинженерных кадров возможно для совершенствования самых разных сторон учебного процесса, организации самообразования, развития системы дистанционного обучения, выполнения научно-исследовательских работ [6]. Использовать ЭВМ в учебной работе можно на занятиях различного вида – на лекциях, семинарах, практических занятиях, занятиях с самостоятельным изучением материала студентами под контролем преподавателя, в лабораторном практикуме, при подготовке курсовых работ и дипломных проектов. Причем, ЭВМ могут выступать здесь не только как средство автоматизации вычислений, но и как средство наглядности для интенсификации процесса освоения материала, как тренажеры для контроля знаний и умений, и в качестве лабораторных установок, моделирующих реальные процессы и явления. Как правило, моделирование применяется в тех случаях, когда непосредственное натурное исследование физического явления невозможно или нецелесообразно. Ведь ЭВМ дает возможность моделировать процессы любой сложности, в том числе и такие, которые нельзя наблюдать в обычной обстановке. Опыт использования ЭВМ в этих целях показывает, что такое моделирование повышает интерес студентов к учебному материалу, углубляет его усвоение.

Особо следует выделить создание на базе ЭВМ программированных учебных комплексов [7, 8, 9]. Их основное достоинство заключается в том, что они позволяют управлять процессом самостоятельной работы студента с учетом таких его индивидуальных особенностей, как темп освоения изучаемого материала, необходимость разъяснений, консультаций,         уровень         понимания.

Программированные учебные комплексы могут быть с успехом использованы практически во всех видах учебной работы. Разумеется, эти комплексы отнюдь не подменяют преподавателя, они являются средством в его руках, позволяющим активно влиять на работу каждого студента. Описанные преимущества программированных учебных комплексов дают возможность говорить о том, что их создание является перспективным направлением реорганизации учебного процесса в аграрных вузах, позволяющим значительно поднять качество подготовки будущих специалистов. Наиболее актуальной проблемой в настоящее время является разработка программированных учебных комплексов, действующих в режиме диалога. Для эффективного функционирования программированных учебных комплексов необходимы высокопроизводительные ЭВМ. Они должны обладать высоким быстродействием и большим объемом памяти для того, чтобы обеспечить минимально возможное время реакции на все действия студента.

На основе исследований ученых Российской академии образования составлены перечень методических целей и типология программированных учебных пособий по методическому назначению.

Цели, которые преследуются созданием программированных учебных комплексов и внедрением их в процесс обучения, следующие:

• 1.    Индивидуализация и дифференциация процесса обучения.

• 2.    Самоконтроль и корректирование своих знаний студентами.

• 3.    Тренировка в процессе усвоения учебного материала и развитие навыков самостоятельной работы обучающихся.

• 4.    Сокращение затрат учебного времени.

• 5.    Визуализация учебной информации, особенно явлений, наблюдать которые в реальных экспериментах не представляется возможным.

• 6.    Моделирование и имитация изучаемых или исследуемых объектов, процессов и явлений.

• 7.    Развитие наглядно-образного, аналитического и логического мышления.

• 8.    Формирование культуры учебной деятельности, информационной культуры.

Для достижения этих методических целей автором статьи создан оригинальный комплекс программированных учебных пособий для изучения различных дисциплин. Он разработан согласно указанной типологии и состоит из 20 программированных учебных пособий различной направленности, не имеющих аналогов.

Это 7 лабораторных работ:

• •    «Изучение фазового перехода первого рода»;

• •    «Наблюдение термоэлектронной эмиссии и изучение распределения термоэлектронов по скоростям»;

• •    «Наблюдение и изучение явления поляризации света»;

• •    «Изучение поглощения света в различных средах»;

• •    «Определение удельного заряда электрона»;

• •    «Исследование магнитного поля тока»;

• •    «Определение скорости пули при помощи баллистического маятника».

А также 13 демонстрационно-тестирующих программ:

• •    «Магнитооптический эффект Фарадея»;

• •    «Электромагнитный     метод разделения

изотопов»;

• •    «Изучение электронного осциллографа»;

• •    «Расчет и визуализация результата сложения взаимно перпендикулярных колебаний»;

• •    «Демонстрация закона сохранения импульса»;

• •    «Демонстрация магнитного гистерезиса»;

• •    «Демонстрация модели атома водорода по Бору»;

• •    «Демонстрация модели стоячей волны»;

• •    «Электромагнитная индукция»;

• •    «Ток   при размыкании и замыкании

электрической цепи»;

• •    «Фоторезисторы. Внутренний фотоэффект»;

• •    «Магнетрон. Циклотрон»;

• •    «Сложение гармонических колебаний».

Все эти программированные учебные пособия защищены авторскими свидетельствами и применяются в Орловском государственном аграрном университете (Орел ГАУ) с 2005 года, а также в других учебных заведениях, о чем свидетельствуют 7 актов о внедрении в учебный процесс ведущих образовательных учреждений Орловской области. Разработанные автором программированные учебные пособия являются составной частью Регионального депозитария электронных образовательных ресурсов.

Согласно упомянутой выше типологии программированных учебных пособий по методическому назначению, отдельными классами выделены программные средства-тренажеры, методически направленные на отработку умений, навыков учебной деятельности, помощь студентам при подготовке к занятиям или самостоятельном изучении материала, и контролирующ ие программные средства, методически направленные на контроль (самоконтроль) уровня овладения учебным материалом. Примером программированного учебного пособия, соответствующего методическому назначению любого из указанных классов, является пособие «Изучение электронного осциллографа», которое можно с успехом применять в курсах электротехники, теоретических основ электротехники, электроники, физики. Оно предусматривает два режима функционирования.

УЖучение электронного осциллографа

Режж Справка Выход

Рисунок 1 – Программированное пособие « Изучение электронного осциллографа » в режиме « Изучение »

Первый режим – «изучение» (рис. 1), когда при рассмотрении принципов действия электронного осциллографа хорошо видны все изменения, происходящие внутри прибора. Этот режим предусмотрен в программе для демонстрации принципов действия электронного осциллографа во время объяснения материала на лекции, а также для закрепления изученного материала студентами при его повторении или самостоятельном изучении материала данной темы. Применение автором этого программированного учебного пособия вызывало массовые положительные усвоение принципов осциллографа оказывалось факторов, улучшающих действия осциллографа и происходящих внутри отзывы студентов, а функционирования гораздо глубже. Среди усвоение принципов физических процессов, электронного   прибора,

студенты называли следующие преимущества программированного учебного пособия. Во-первых, изучение материала сопровождалось динамической визуализацией происходящих процессов. Во-вторых, в программе предусмотрено мигание тех элементов электронно-лучевой трубки, которые ответственны за происходящие с электронным лучом изменения. В-третьих, фиксация изменений не лимитирована временем, так как это не демонстрационный ролик. В-четвертых, студент мог самостоятельно изменить интересующий его параметр и оценить характер произошедших изменений.

Рисунок 2 – Программированное пособие « Изучение электронного осциллографа » в режиме « Тестирование »

Второй режим в этой программе – «тестирование», когда все внутренние процессы скрыты крышкой корпуса осциллографа (рис. 2), а отображается только след луча на экране. Этот режим предусмотрен в программе для тестирования по пройденному материалу на семинарах, для опроса на лабораторных занятиях, а также для возможности самоконтроля студентов.

Далее в типологии программированных учебных пособий значатся имитационные программные средства, методически направленные на представление определенного аспекта реальности для изучения его основных структурных или функциональных характеристик с помощью некоторого ограниченного числа параметров. Автором создано несколько программированных учебных пособий, второстепенной целью которых является то, что с их помощью можно провести полноценное лабораторное занятие, если в этом возникает необходимость. Основное же назначение названных программ – это предоставление возможности студентам самостоятельно подготовиться к выполнению лабораторной работы на реальном оборудовании. Разработанные имитационные программные средства можно с большим успехом использовать для демонстрации изучаемых явлений во время чтения лекций, что улучшает наглядность освещаемого материала и также служит подготовительным моментом к выполнению лабораторной работы еще во время лекционного занятия. Удобно и полезно комбинировать реальный и виртуальный эксперименты, так как дискретность снимаемых параметров на виртуальном оборудовании намного превосходит аналогичные показатели реальных приборов. Кроме того, в имитационных программных средствах автором предусмотрено варьирование таких параметров, которые на рабочем столе во многих лабораториях изменить невозможно или затруднительно. Проиллюстрируем все обозначенные выше положения на примерах, созданных автором программированных учебных пособий.

Рисунок 3 – Построение вольтамперной характеристики в пособии « Наблюдение термоэлектронной эмиссии и распределения термоэлектронов по скоростям »

Компьютерная лабораторная работа «Наблюдение термоэлектронной эмиссии и изучение распределения термоэлектронов по скоростям», которая может быть использована при изучении курсов электроники, электротехники, физики, содержит два задания:

• 1.    Наблюдение термоэлектронной эмиссии и расчет температуры электронного газа и наиболее вероятной скорости термоэлектронов.

• 2.    Построение гистограммы и кривой распределения.

  

Рисунок 4 – Исследование поглощения света в жидкости

При подготовке к лабораторному занятию по рекомендации преподавателя студент может ограничиться только использованием приборов для снятия экспериментальных параметров и тренироваться обрабатывать результаты эксперимента вручную. Фотографические копии стрелочных приборов (в программе прорисованы даже тени от стрелок на шкале) позволяют обучающемуся работать с ними, как с реальным оборудованием. Вообще же, для самоконтроля студента, тренирующегося в выполнении реальной лабораторной работы, для визуализации информации при использовании обучающимися этого пособия для самостоятельного изучения материала данной темы или преподавателем для демонстрации во время чтения лекции в программе предусмотрена возможность автоматического построения участка вольтамперной характеристики для задерживающего напряжения (рис. 3). Обычно в реальном оборудовании в лаборатории напряжение накала катода в данной работе имеет одно значение, а в программированное учебное пособие автором заложен их целый диапазон, поэтому напряжение накала катода в программе можно изменять в ощутимо широких пределах. При этом изменяются температурный режим и наиболее вероятная скорость термоэлектронов, что можно использовать для дополнительного анализа явления термоэлектронной эмиссии. Приборы выполнены графически столь реалистично, что при изменении напряжения накала в программе плавно изменяется цвет спирали двухэлектродной лампы от темнокрасного до светло-желтого. Особо следует выделить то, что параллельно с изменением показаний приборов визуализируется соответствующий этим изменениям характер движения электронов в лампе при варьировании задерживающего напряжения, что в реальном оборудовании просто невозможно. А это значительно углубляет у студентов понимание происходящих процессов. Для самостоятельного изучения материала студентами или для контроля ими правильности выполнения тренировочной лабораторной работы в программе предусмотрено автоматическое построение кривых распределения электронов по скоростям при различных температурах катода или выведение на экран численных значений наиболее вероятной скорости и температуры электронного газа, соответствующих условиям эксперимента. Эти функции в программе предусмотрены также и для удобства лектора, чтобы во время чтения лекции он мог быстро и наглядно сопроводить изложение теоретического материала компьютерными демонстрациями.

В лабораторной работе «Изучение поглощения света в различных средах», использующейся в курсе физики, для задания с жидкостью (рис. 4) в имитационном программном средстве предусмотрено десять кювет, что на реальном лабораторном столе практически не наблюдается. В задании для изучения поглощения света в твердом теле используется набор из пятнадцати пластин, что также практически не встречается в реальных лабораторных работах.

Лабораторная работа- Определение скорости пули.                            ^

Рисунок 5 – Лабораторная работа « Определение скорости пули при помощи баллистического маятника »

Рисунок 6 – Наблюдение и изучение закона Малюса

Лабораторная работа «Определение скорости пули при помощи баллистического маятника» используется в курсе физики для изучения законов сохранения импульса и энергии. Крайне важно отметить, что данное программированное учебное пособие разработано с применением диалогового режима.

Рисунок 7 – Наблюдение и изучение закона Брюстера

Программа сама по введенным студентом данным прогнозирует и комментирует итоги эксперимента в нижнем окне «РЕЗУЛЬТАТ ЭКСПЕРИМЕНТА» (рис. 5). Дело в том, что в программе диапазон изменения величины массы маятника сознательно никак не ограничен, а в пункте меню «ХОД РАБОТЫ » обозначен довольно широкий и лишь примерно рекомендуемый для всех видов оружия, исследуемых в работе, разброс этой величины. Сделано это для реализации следующей цели. Сначала студент сопоставляет приведенное в работе значение массы пули выбранного им оружия, примерные характеристики современного стрелкового вооружения и длину маятника, которая в нашем случае равна трем метрам. На основании проведенного анализа он самостоятельно выбирает массу маятника, необходимую для успешного, на его взгляд, проведения эксперимента, и вводит ее значение в предусмотренное в программе окно. Если маятник в ходе эксперимента должен подняться до полуметра, программа покажет опыт, но порекомендует выбрать меньшую массу маятника из-за возрастания погрешности при определении искомой величины в условиях данного эксперимента. Если маятник поднимется от полуметра до двух с половиной метров, программа выдаст сообщение об успешности эксперимента. Если маятник окажется на высоте от двух с половиной до трех метров, программа порекомендует выбрать большую массу маятника. Если же маятник после выстрела должен подняться выше трех метров, программа выдаст сообщение о невозможности проведения эксперимента и порекомендует выбрать большую массу маятника. Этот прием позволяет с младших курсов развивать у студента аналитическое мышление и самостоятельность в принятии технического решения, что очень важно для будущего инженера.

Рисунок 8 – Построение диаграммы плавления в режиме демонстрации при изучении фазовых переходов первого рода

Лабораторная работа по физике «Изучение поляризации света» включает два независимых задания для изучения закона Малюса (рис. 6) и закона Брюстера (рис. 7). Программа содержит практически фотографическое отображение лабораторного оборудования и позволяет работать в режиме, полностью имитирующем реальные действия на лабораторном столе. Это включение приборов (источника света, лазера), поворот поляроидов, фиксация значений силы тока на стрелочном микроамперметре, затемнение фотодатчика, исчезновение «зайчика» поляризованного луча на поверхности лабораторного стола при отражении под углом Брюстера. Можно снять данные с приборов и обрабатывать их вручную в отчете. Можно занести снятые данные в специальную таблицу, предусмотренную в программе, и построить нужные графики с помощью машины. Это может быть использовано для контроля преподавателем выполнения работы или для самоконтроля студентов. Можно использовать заложенную в программу таблицу для построения машиной графиков по значениям, снятым с реального оборудования. Все зависит от желания конкретного пользователя. В программе предусмотрено варьирование координатной сетки для построения графиков при изучении закона Малюса. По выбору пользователя можно строить зависимости I = f (φ) или I = f (cos²φ). Опять же, для пользователя предусмотрена свобода выбора. При выполнении обоих заданий возможна дискретизация значений угла поворота φ до одного градуса, что является серьезным преимуществом перед реальными приборами.

Рисунок 9 – Демонстрация магнитного гистерезиса

В программе используется стрелочный микроамперметр в задании для изучения закона Малюса и заложен «люфт» в 20 при исчезновении «зайчика» в задании для изучения закона Брюстера. Это предусмотрено, чтобы получались различные, но близкие результаты опытов, как и при работе с реальным оборудованием. Так удается избежать абсолютного повторения результатов. В этом программированном учебном пособии предпринята попытка уйти от идеальных условий проведения эксперимента. При выполнении работы приходится учитывать заложенное в программу влияние «внешнего освещения» на фотоэлемент. Студенты должны уметь объяснить и учесть этот фактор. По их отзывам, такие моменты в программе помогают более детально анализировать явления и развивают навыки работы с оборудованием, а также формируют инженерно-исследовательские навыки.

В лабораторной работе для курсов теплотехники, теплофизики и физики «Изучение фазовых переходов первого рода» программа позволяет регистрировать показания температуры напрямую без использования соответствующих графиков для пересчета значений фиксируемого вольтметром напряжения. В этой компьютерной модели возможно параллельное с работой оборудования синхронное построение диаграмм плавления (рис. 8) и отвердевания. Такой режим в программе предусмотрен для демонстрации этих процессов на лекциях и для большей наглядности при самостоятельном изучении студентами материала данной темы. Металлы, использованные в этом программированном учебном пособии, имеют очень отличающиеся значения теплоемкостей и температур плавления, что обеспечивает большое различие в длительности проведения экспериментов.

Лабораторная работа «Определение удельного заряда электрона методом магнетрона», созданная для курсов электроники, электротехники и физики, в базовом окне содержит схему установки, ее описание и краткие сведения о методике проведения эксперимента. Из базового окна есть выходы в окно теоретического описания явления и в окно проведения непосредственно лабораторного эксперимента. Окно, содержащее теоретические сведения, может быть продуктивно использовано в лекционном курсе, а также студентами при самостоятельном изучении явления. В нем обучающийся в динамике может ознакомиться с влиянием усиления магнитного поля на траектории движения электронов.

Рисунок 10 – Визуализация принципа действия оптического вентиля на основе эффекта Фарадея

Модели, заложенные в компьютерные лабораторные работы, являются наглядным представлением реальных экспериментов, достоверно отражают физические законы, а диапазон регулируемых параметров позволяет получать достаточное количество экспериментальных точек. Эти модели прекрасно дополняют реальные физические эксперименты и помогают более глубоко усвоить суть физических процессов и явлений. Интерфейсы компьютерных программ выполнены интуитивно понятными и разработаны так, чтобы студенты, даже мало знакомые с ЭВМ, смогли самостоятельно без посторонней помощи подготовиться к выполнению реальных лабораторных работ и воспользоваться компьютерными демонстрациями.

Так как имитационные программные средства можно использовать для тренировки и самостоятельного изучения лабораторных экспериментов, то получается, что созданные имитационные программные средства – это и прекрасные тренажеры, поэтому деление программированных учебных пособий на группы автору кажется весьма условным.

Следующим типом программированных учебных пособий, разработанных автором, являются демонстрационные программные средства, методически направленные на повышение наглядности учебного материала, визуализацию изучаемых явлений и процессов. Созданные автором пособия этого типа отличаются тем, что они не являются демонстрационными роликами, так как в процесс демонстрации всегда можно вмешаться и изменить что-либо по желанию пользователя. Такие программные средства удобно использовать на лекциях, семинарах, практических занятиях и, конечно же, в самостоятельной работе студентов.

Рисунок 11 – Изменение силы тока при замыкании электрической цепи

Пособие «Сложение гармонических колебаний» позволяет пошагово вводить параметры уравнений двух однонаправленных или взаимно перпендикулярных колебаний и визуализировать траекторию движения, получающуюся при их сложении. Оно может применяться на лекциях для поддержания контакта с аудиторией, практических занятиях для визуализации результатов решения задач и при самостоятельном изучении студентами соответствующих разделов в курсах электротехники и физики.

Рисунок 12 – Изучение вольтамперной характеристики фоторезистора

Пособие «Демонстрация магнитного гистерезиса» (рис. 9) может применяться во время проведения лекций и семинаров, а также во время самостоятельной работы студентов при изучении данной темы в курсах электротехники и физики. Оно содержит поле с графиком кривой намагничивания и петли гистерезиса, сечение железного образца с совокупностью доменов, полосу изменения величины напряженности внешнего магнитного поля и его направления, а также поля для численных значений величин напряженности магнитного поля и магнитной индукции на основе справочных данных для железа. Программа позволяет в динамике изучать процесс намагничивания и размагничивания ферромагнетика во внешнем магнитном поле и наблюдать выстраивание доменов в его направлении. Позволяет фиксировать мгновенный характер расположения доменов в сечении железного образца, соответствующий любой точке петли гистерезиса и кривой намагничивания и, что особенно важно, выделить остаточную намагниченность и коэрцитивную силу.

Пособие «Магнитооптический эффект Фарадея» позволяет ознакомиться с теоретическим описанием явления, наблюдать его в первом окне программы, а также во втором окне этой компьютерной демонстрации визуализировать принцип действия оптического вентиля (рис. 10), функционирующего на основе эффекта Фарадея. Изучение этого вопроса в курсах автоматики и физики традиционно вызывает затруднения у студентов, что и явилось причиной создания этого программированного пособия.

Рисунок 13 – Изучение сбросовой характеристики магнетрона

Пособие «Ток при размыкании и замыкании электрической цепи» позволяет визуализировать постепенность процессов убывания и нарастания электрического тока в цепи в зависимости от величин индуктивности и сопротивления (рис. 11). Программа может быть использована на лекциях, семинарах, практических и лабораторных занятиях при изучении дисциплин «Теоретические основы электротехники» и «Физика», а также при самостоятельном изучении студентами материала этих курсов, так как содержит и теоретические сведения по данной теме.

Пособие «Фоторезисторы. Внутренний фотоэффект» (рис. 12) полезно применять на занятиях различных видов в курсах автоматики и физики и при самостоятельной работе студентов в связи с тем, что кроме виртуальной лабораторной установки программа включает и теоретический материал по изучаемому вопросу.

Пособие «Магнетрон. Циклотрон», разработанное для курсов электроники, электротехники и физики, демонстрирует в трехмерном изображении функционирование модели магнетрона. При этом визуализируются изменения траекторий движения электронов при варьировании магнитного поля с параллельной идентификацией процесса на графике сбросовой характеристики (рис. 13). Демонстрация работы циклотрона разработана специально для курса физики. Программа универсальна, снабжена теоретическими сведениями по обоим разделам, может использоваться автономно, но более эффективно ее применять совместно с описанной выше лабораторной работой «Определение удельного заряда электрона методом магнетрона».

В данной статье приведены лишь некоторые из возможных направлений использования созданных автором программированных учебных пособий. Потенциальные возможности применения компьютерных моделей весьма высоки и могут быть значительно расширены каждым конкретным пользователем. Большую роль разработанные автором программированные пособия могут сыграть, в частности, в получившей распространение в последнее время системе дистанционного обучения.

Важным моментом при создании программированных учебных комплексов является умение педагогов сотрудничать со студентами, стремление обеспечить им позицию «соавторов учебного процесса». Вспомнив древнее китайское изречение «Скажи мне – и я забуду. Покажи мне – и я запомню. Вовлеки меня – и я научусь», можно прийти к выводу о целесообразности привлечения самих обучающихся к созданию подобных комплексов. Во-первых, это закладывает и развивает у студентов навыки научной работы и творческого поиска. Во-вторых, студент понимает, что созданный с его участием программный продукт – это не программа разового использования, а учебное пособие для многократного применения последующими поколениями, что формирует у него большую ответственность за выполняемую работу. В-третьих, это побуждает его детально изучить механизм программируемого явления, что значительно повышает уровень усвоения материала. Очень позитивным при создании компьютерных моделей является факт охвата материала сразу по нескольким учебным дисциплинам. Это способствует укреплению междисциплинарных связей, формированию более целостной картины знаний и умений.

Разработке и исследованию новых образовательных методик уделяется большое внимание во многих странах [10]. Эффективность использования интерактивных методик, в частности, анализировалась Национальным тренинговым центром (СШ А, штат Мэриленд). В результате получена, так называемая, «пирамида обучения» (табл. 1).

Таблица 1 – « Пирамида обучения » Национального тренингового центра ( СШ А )

№	Вид работы обучающихся	Процент усвоения материала
1	Лекции	5 %
2	Чтение изучаемого материала	10 %
3	Использование аудио -, видеопособий	20 %
4	Лекция с демонстрациями	30 %
5	Работа в бригадах , дискуссии	50 %
6	Практические действия	75 %
7	Обучение других студентов	90…100 %

Легко понять, что создание и использование компьютерных моделей позволяет прогнозировать усвоение материала выше 50%.

В заключение, на основании опыта создания и использования в учебном процессе автором могут быть выделены следующие значительные преимущества программированных учебных пособий:

• 1.    Ф изические – для студента синхронно с работой лабораторного оборудования визуализируются внутренние физические процессы, которые в реальном оборудовании не наблюдаются (движение электронов в двухэлектродной лампе или магнитном поле, перестройка магнитных доменов в образце и т. д.), что углубляет понимание физических явлений.

• 2.    Технические – дискретность снимаемых показаний приборов намного выше, чем в применяемом лабораторном оборудовании. Это увеличивает наглядность при изучении физических закономерностей.

• 3.    Экономические – резко снижаются затраты на приобретение и ремонт лабораторного оборудования, что весьма актуально для образовательных учреждений в настоящее время.

• 4.    Педагогические – при использовании таких пособий на занятиях различного вида улучшается контакт преподавателя с аудиторией, у студентов формируется культура учебной деятельности, информационная культура, становятся более прочными межпредметные связи. Во время самостоятельной работы студентов с такими пособиями, во время тренинга и проведения контрольных мероприятий возможна индивидуализация заданий при изучении физических процессов и явлений за счет большой вариативности заложенных в компьютерные модели данных.

Вестник

№ 2(29)

ОрелГАУ

апрель

Теоретический и научно-практический журнал. Основан в 2005 году

Сдано в набор 14.04.2011

Подписано в печать 28.04.2011 Формат 60 х 84/8. Бумага офсетная .

Гарнитура Таймс .

Объём 18 усл . печ . л .

Тираж 300 экз .

Издательство Орел ГАУ , 302028, г . Орел , бульвар Победы , 19.

Лицензия ЛР№ 021325 от 23.02.1999 г .

Ж урнал рекомендован ВАК Минобрнауки России для публикаций научных работ , отражающих основное научное содержание кандидатских и докторских диссертаций

Содерж ание номера

Карпович  Э.В.   Опыт применения программированных пособий для подготовки высококвалифицированных агроинженерных кадров…………………………………………………….. 134