Виртуальная реальность, как основа информационных технологий в образовании

Размещено на http://www.allbest.ru/

Виртуальная реальность, как основа информационных технологий в образовании

Нанавова, Татьяна Анатольевна магистрантка кафедры «Информационные технологии» Донского государственного технического университета

Аннотация

В статье проведен анализ эффективности систем виртуальной реальности в качестве нового и нестандартного подхода к использованию обучающих программ в образовательных процессах.

В работе выдвинута гипотеза исследования, для подтверждения которой были использованы такие методы, как проведение опроса и экспериментальное наблюдение, анализ полученных результатов.

В результате проведения эксперимента были выявлены тесные взаимосвязи между социальной и виртуальной реальностью, а также выявлено, что системы виртуальной реальности могут эффективно использоваться для создания результативных информационных систем, используемых в образовательных процессах.

Ключевые слова: виртуальная реальность, информационные технологии, сеть Интернет, обучающие программы, информационные технологии в образовании.

Abstract

The article analyzes the effectiveness of virtual reality as a new and non-standard approach to the training programs in the educational processes.

To confirm the hypothesis of research we were used techniques such as surveys and experimental observation, analysis of the results.

As a result of the experiment revealed a close relationship between social and virtual reality, and found that virtual reality systems can effectively be used to create efficient information systems used in educational processes.

Keywords: virtual reality, information technology, the Internet, learning programs, information technologies in education.

В последние годы быстрое и динамичное развитие глобальной сети Интернет и технологий построения полноценных информационных систем послужило толчком к открытию уникальных возможностей во всех сферах человеческой деятельности. Буквально на наших глазах под влиянием информационно -- телекоммуникационной революции происходит формирование совершенно новой, глобальной информационной среды, связанной с глобализацией общественных процессов и быстрым распространением информационных систем и технологий. Компьютерные технологии, которые все чаще и плотнее проникают в жизнь современного человека, обеспечивают распространение информационных потоков в обществе, образуя глобальное информационное пространство.

В условиях современного мира одной из важнейших особенностей развития школ, техникумов, колледжей, университетов является компьютеризация процессов образования, благодаря чему можно смело говорить о формировании новой перспективной предметной области -- «Информационные технологии в образовании». К ней можно отнести проблемы открытого образования и дистанционного обучения, проблемы интеллектуальных обучающих систем, а также информационных образовательных сред.

Данная предметная область тесно соприкасается с психологическими и педагогическими проблемами, так как при внедрении информационных технологий в образовательные процессы обнаруживаются существенные изменения в педагогической теории и практике учебно-воспитательного процесса. Эти изменения связаны с внесением новшеств в технологии обучения, которые должны быть адекватны современным техническим возможностям и способствовать эффективному вхождению учащихся в информационное общество.

С другой стороны, предметная область «Информационные технологии в образовании» касается проблем и результатов, достигнутых в таких научно-технических областях, как искусственный интеллект; компьютерные системы обработки, визуализации информации и взаимодействия с человеком; телекоммуникационные технологии и сети; автоматизированные системы принятия решений и структурного синтеза; автоматизированные системы моделирования сложных процессов и т.д.

Информационные технологии становятся движущей силой изменений, происходящих в мире при переходе к постиндустриальному обществу. В полной мере это можно отнести к сфере образования. Компьютерные технологии должны стать неотъемлемой частью целостного образовательного процесса, значительно повышающей его эффективность, а не просто каким-то дополнением к обучению. В настоящее время можно наблюдать возникновение новых, нетрадиционных информационных систем, связанных с обучением, так называемых автоматизированных обучающих систем (АОС).

Автоматизированные обучающие системы (АОС) - это системы, помогающие осваивать новый материал, производящие контроль знаний, помогающие преподавателям готовить учебный материал [1].

Другими словами, под АОС можно понимать согласованную совокупность обучающих программ и их типов; учебных материалов и средств их разработки, а также способов хранения, передачи и доступа к учебным материалам, предназначенных для обучения и основанных на использовании современных информационных технологий.

В сфере высшего образования по своему масштабу АОС могут представлять собой целые образовательные системы кафедр, университетов, направлений подготовки (специальности), консорциумов вузов. В промышленности АОС могут создаваться организациями, проводящими частые мероприятия по повышению квалификации своих сотрудников.

Проникновение автоматизированных обучающих систем в сферу образования способствует решению педагогических и психологических проблем, поскольку позволяет педагогам гармонично изменять содержание, методы и организационные формы обучения. При этом «происходит усиление интеллектуальных возможностей учащихся в информационном обществе, а также интенсификация процесса обучения и повышение качества обучения на всех ступенях образовательной системы» [2].

Одним из самых распространенных программных средств учебного назначения, которые наиболее широко используются в АОС, являются обучающие программы.

Обучающая программа (ОП) -- это специфическое учебное пособие, предназначенное для работы учащихся с использованием компьютера. Оно необходимо для того, чтобы индивидуализировать работу студентов, позволяя им самим управлять своей познавательной деятельностью, а также призвано способствовать максимальной активизации обучающихся. Однако при использовании обучающих программ становится очевидной одна из проблем компьютерного обучения. Дело в том, что использование компьютера плохо вписывается в стандартную классно-урочную систему. В большинстве современных школ использование компьютеров допускается только на уроках информатики, в то время как учителя других дисциплин оказываются не способны провести свою работу через специальные фазы и подготовку программных средств, которые необходимы при проведении урока с использованием компьютеров. Соответствующие организационные формы учебного процесса и труда учителей еще предстоит разработать и внедрить в практику.

Еще одной острой проблемой компьютерного обучения, на которую хотелось бы обратить внимание, является обнаружившийся буквально в последние несколько лет феномен «привыкания» обучающихся школ, техникумов, колледжей, университетов к компьютерам и информационным системам, используемым в образовательных процессах. Действительно, многие педагоги могут столкнуться с этой проблемой на собственном опыте, когда обнаружат, что их ученики слабо мотивированы в собственном обучении, плохо усваивают материал и обучаются без особого интереса, несмотря на возможности, которые им предоставляют современные информационные системы и технологии. К примеру, если обеспечить среднестатистического студента 80-х или 90-х годов всеми имеющимися на сегодняшний день возможностями, предоставляемыми компьютерами для образования, то, очевидно, его реакция и желание обучаться значительно отличались бы от желания обучаться нынешнего студента. Компьютерные технологии полностью вошли в нашу жизнь и перестали быть чем-то необычным для современного человека. Решением данной проблемы могли бы быть новые и нестандартные подходы к использованию обучающих программ.

Для того чтобы разработать эти новые и нестандартные подходы, эффективность которых была бы доказана экспериментальным путем, прежде всего следует рассмотреть классификацию обучающих программ в целом.

В качестве основания для такой классификации можно рассмотреть особенности учебной деятельности обучающихся непосредственно при работе с программами. Чаще всего выделяют четыре типа обучающих программ:

-- наставнические;

-- тренировочные и контролирующие;

-- имитационные и моделирующие;

-- развивающие игры.

Наставнические программы разработаны для освоения учениками теоретического материала и состоят из некоторых заданий. Задачи и вопросы служат в программах для управления ходом обучения и организации человеко-машинного диалога. Например, если ответы, даваемые пользователем, неверны, программа может «вернуться» для повторного изучения теоретического материала.

Тренировочные и контролирующие программы зачастую представляют собой учебно-тренировочные тесты и предназначены для закрепления полученных умений и навыков. При этом считается, что теоретический материал уже изучен. Принцип работы программы организован следующим образом: учащемуся в случайном порядке предлагается ответить на вопросы и выполнить задания, при этом подсчитывается количество правильных и неправильных ответов.

Имитационные и моделирующие программы основаны, с одной стороны, на вычислительных возможностях компьютера и, с другой стороны, на графически-иллюстративных возможностях, позволяющих осуществлять компьютерный эксперимент. Такие программы предоставляют возможность обучающимся наблюдать на экране монитора некоторые процессы, влиять на их ход, с помощью команд клавиатуры, менять значения параметров.

И, наконец, развивающие игры предоставляют в распоряжение учащихся некоторую виртуальную среду, т.е. существующий только в компьютере мир, а также набор каких-то возможностей и средств их реализации. Использование предоставляемых программой средств «для реализации возможностей, связанных с изучением мира игры и деятельностью в этом мире, приводит к развитию обучаемого, формированию у него познавательных навыков, самостоятельному открытию им закономерностей, отношений объектов действительности, имеющих всеобщее значение» [3].

На сегодняшний день наиболее распространенными являются программы первых двух типов в связи с их относительно невысокой сложностью реализации, возможностью унификации при разработке многих блоков программ. Если моделирующие программы и развивающие игры требуют большой работы психологов, специалистов в области изучаемого предмета, программистов и педагогов-методистов, то технология создания тренировочных и наставнических программ серьезно упростилась благодаря появлению инструментальных средств или наполняемых АОС.

В качестве подтверждения гипотезы о том, что современные молодые люди подвержены феномену «привыкания» к компьютерным технологиям и информационным системам в процессах собственного образования, способствующему сильному снижению уровня эффективности их обучения, хотелось бы поделиться данными, которые были получены в ходе трехнедельного наблюдения за учебным процессом в одной из групп 4 курса специальности 09.02.03 «Программирование в компьютерных системах» Ростовского-на-Дону колледжа связи и информатики (РКСИ).

Учебная аудитория была оснащена:

-- 21 персональным компьютером-моноблоком модели Apple iMac ME089C132GH6V1 на базе процессора Intel Core i7 3500 MHz (4771) для пользования учащимися и преподавателями, выполнения учебных заданий, в том числе по программированию под платформы iOS и Android;

-- телеэкраном для организации интерактивных лекций, научно-практических конференций, презентаций и мероприятий иного рода;

-- интерактивной доской модели SMART Board 660 для проведения практических занятий;

-- высокоскоростным беспроводным подключением к сети Интернет для всех устройств.

В ходе проведения экспериментального наблюдения была замечена интересная закономерность: при проведении преподавателем занятия в традиционном стиле (устная речь, презентация на телеэкране, диктовка материала под запись, демонстративная работа с интерактивной доской, выполнение лабораторных работ с использованием компьютера и т.д.) с интересом вовлечены в учебный процесс оказались лишь 5 из 28 студентов (3 девушки и 2 молодых человека), в то время как остальные 23 фактически занимались своими делами, не обращая внимания на то, что происходит в учебной аудитории. Однако каждый раз, когда преподаватель проводил занятие с использованием некоторой виртуальной среды (например, развивающей мини-игры для каждого студента индивидуально или корпоративного прохождения игры на телеэкране) для освоения материала, интерес значительно повышался и в учебный процесс уже оказывались вовлечены 23 из 28 студента. Грамотно составленная обучающая виртуальная среда в виде развивающей игры, таким образом, способствовала мощной мотивации учащихся осваивать новый материал всякий раз, когда они сталкивались с проблемами в прохождении игры из-за собственных пробелов в знаниях.

В перспективе развитие данного типа обучающих программ в зависимости от преподаваемой дисциплины могло бы стать тем самым новым подходом, позволяющим бороться с так называемым феноменом «привыкания».

Хотелось бы отметить, что сегодня уже существуют организации, занимающиеся разработкой подобных, ориентированных на виртуальную реальность, информационных систем. Одной из таких организаций является ООО «Информационные системы в образовании» -- команда единомышленников, поставивших себе задачу стать лидерами в области применения ИКТ в образовании[4]. Эффективными решениями данной фирмы являются:

-- классы для уроков черчения, оснащенные интерактивным ПО, позволяющим создавать 3D-чертежи в виртуальной среде;

-- классы для изучения астрономии, оснащенные интерактивным ПО, позволяющим совершать впечатляющие полеты по реалистичной трехмерной модели нашей галактики, создавать уникальные интерактивные галактические туры и многое другое.

Таким образом, обучение с применением информационных компьютерных технологий, вбирая в себя лучшие черты других форм обучения и являясь следствием объективного процесса информатизации общества, войдет в ХХI век как наиболее перспективная, гуманистическая, синтетическая и интегральная форма обучения, использующая самые передовые достижения информационных технологий.

виртуальный реальность образовательный информационный

Список литературы

1. Автоматизированные системы обучения в военной сфере образования // [Информационные технологии, связь и защита информации МВД России, Москва, 2012]

2. Петухова Е. Роль информационных технологий в повышении качества профессионального образования / Е. Петухова // Успехи современного естествознания. - 2013. - № 10. - С. 82-83.

3. Могилев А.В. Информатика / А.В. Могилев, Н.И. Пак, Е.К. Хённер. - Издательский центр «Академия», 2004. - 848 с.

4. Информация о компании ООО «Информационные системы в образовании» // [Персональный сайт ООО «Информационные системы в образовании», Пермь, 2015]

Размещено на Allbest.ru