Компьютерная система обучения: аппаратные и программные средства. сетевые обучающие системы

Компьютерные обучающие системы

Компьютерные технологии обучения в педагогике появились с появлением промышленных компьютеров в образовательных учреждениях. Первой обучающей системой на основе мощной ЭВМ фирмы Control Data Corporation была система Plato, разработанная в США в конце 1950-х гг., которая развивалась в течение 20 лет.

Массовым создание и использование обучающих программ стало с начала 1980-х гг. с появлением и широким распространением персональных компьютеров.

С тех пор применение ЭВМ для математических расчетов было оттеснено на второй план, а основным их применением стали образовательные функции и обработка текстов и графики.

С появлением примеров программ компьютерного обучения к их созданию приступило огромное количество педагогов, в основном специалистов по техническим наукам. В разрабатываемых программах реализовывался практический опыт преподавания конкретных дисциплин с помощью персональных компьютеров.

В силу того, что педагоги-теоретики долгое время не принимали участие в разработке принципов этого нового направления в обучении, до сих пор нет общепризнанной психолого-педагогической теории компьютерного обучения.

Таким образом, компьютерные обучающие программы создаются и применяются без необходимого учета принципов и закономерностей обучения.

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Возможности компьютерных обучающих систем

Современный персональный компьютер может находить применение в обучении практически всем обучающим дисциплинам.

Возможности персонального компьютера в обучающей деятельности состоят в:

  • интерактивном (диалоговом) режиме работы;
  • «персональности» (небольшие размеры и доступная стоимость, которые позволяют обеспечить компьютерами учебный класс);
  • высоких графических и иллюстративных возможностей;
  • простоте управления;
  • легкость регистрации и хранения информации о процессе обучения учащегося;
  • возможность копирования и размножения обучающих программ.

При использовании персонального компьютера в качестве обучающего средства, его технические возможности:

  • активизируют учебный процесс;
  • индивидуализируют обучение;
  • смещают акценты от теоретических знаний к практическим;
  • повышают наглядность в предъявлении материала;
  • повышают интерес учеников к обучению.

Диалоговый характер работы компьютера и его персональность позволяет активизировать обучение. При традиционном классном обучении на уроке активно работает 20–30% учащихся. При обучении в компьютерном классе работа с компьютерной обучающей программой стимулирует учеников к деятельности и позволяет контролировать ее результаты.

При организации компьютерного обучения каждый ученик может выбирать подходящий для него темп обучения. Для более глубокого и тонкого учета индивидуальных особенностей учащихся разработаны компьютерные программы, с помощью которых ведется обучение – педагогические программные средства (ППС):

  • проведение начального теста дает возможность программе определить уровень обученности ученика, что позволяет соответственно этому уровню предлагать теоретический материал, вопросы и задачи, подсказки и помощь;
  • легкий (базовый) уровень позволяет обучить слабых учеников, изложить теоретические сведения максимально упрощено, представить легкие вопросы и задачи, помощь имеет вид прямой подсказки;
  • сложный уровень для обучения сильных учеников: теория излагается углубленно, предлагается решение творческих задач, которые требуют изобретательности и интуиции, помощь имеет вид наводящего на правильный путь сообщения.

Между легким и сложным уровнем обучающая программа может учитывать более тонкое деление подготовленности учащихся.

Определение 1

Компьютерные обучающие системы (КОС) – это специально разработанные программные модули, которые применяются в образовательном процессе и предназначены для управления познавательной деятельностью обучаемого, формирования и совершенствования его профессиональных знаний, умений и навыков.

Виды компьютерных обучающих систем

Существуют следующие виды КОС:

  1. Интерактивная обучающая система – это компьютерная программа, которая предназначена для обучения и проверки знаний обучаемого в диалоговом режиме с применением современных средств компьютерного дизайна и технологии мультимедиа.

    Интерактивная обучающая система может работать в нескольких режимах:

    • Обучение – предоставляет учебно-теоретический материал, оснащенный рисунками, схемами и видеофрагментами. В конце каждого раздела размещаются контрольные вопросы.
    • Экзамен – режим проверки усвоения полученного материала, формирование оценки;
    • Помощь – сведения об обучающей системе;
    • Лектор – формирование преподавателем демонстрационного блока из рисунков, фотографий, видеофрагментов, которые входят в обучающую систему;
    • Статистика – вывод информации об успеваемости обучаемого при работе с обучающей системой.
  2. Тренажер-имитатор – компьютерная обучающая программа, которая моделирует технологические ситуации при работе технологического оборудования и которые требуют управляющих воздействий персонала.

    Тренажеры-имитаторы также могут работать в нескольких режимах:

    • Навыки работы – предназначен для обучения управлением имитируемым технологическим оборудованием. Сначала все действия выполняются Мастером, а затем предполагается их самостоятельное повторение.
    • Обучение – происходит управление технологическим оборудованием с целью приведения технологических параметров к нужному значению.
    • Экзамен – для выполнения тех же технологических задач, что и в режиме Обучение, но без помощи Мастера и с ограничением по времени.
    • Помощь – сведения о работе с тренажером-имитатором.

    Преимущества тренажеров-имитаторов:

    • максимально приближены к реальной обстановке при использовании графического 3D-моделирования технологических объектов и полномасштабного математического моделирования всех физико-химических процессов;
    • дают возможность задавать и корректировать управляющие действия, контролировать все параметры по показаниям приборов на экранах дисплеев на технологической установке в лаборатории;
    • предоставляют возможность выполнять учебно-тренировочную задачу с помощью Мастера, подсказывающего следующее действие;
    • выполнение анализа действий ученика с выведением оценки каждого действия и протокола решения учебно-тренировочной задачи.
  3. Обучающие-контролирующие системы и автоматизированные системы контроля знаний.

  4. Электронный учебник.
  5. Интерактивный учебный видеофильм.

Интерактивная обучающая система и тренажер-имитатор обладают максимальной информативностью, которая позволяет достичь наибольшей эффективности преподавания материала. С их помощью можно организовывать обучение и осуществлять контроль за результатом использования.

Замечание 1

Компьютерные обучающие системы стали обязательным компонентом учебного процесса, в связи с чем возникает все больше вопросов по их использованию. Особенно это касается краткосрочного обучения.

Дистанционное обучение с помощью сетей Интранет и Интернет предоставляет учащимся использовать обучающие системы самостоятельно, при этом промежуточный и итоговый контроль за усвоением материала может проводится в традиционном очном режиме непосредственно на аудиторных занятиях с преподавателем.

Преимуществом использования компьютерных обучающих систем в учебном процессе является предоставление возможности оперативной переработки их содержимого, что соответствует высокому темпу технического прогресса и модернизации оборудования.

Источник: https://spravochnick.ru/informacionnye_tehnologii/kompyuternye_obuchayuschie_sistemy/

Лекция №2 «Аппаратные средства и программное обеспечение реализации информационных процессов в образовании»

Цели:

Образовательные:

— Способствовать формированию системы знаний, умений и навыков в сфере информационных и коммуникационных технологий используемых в образовании.

— Познакомить с аппаратными средствами ИКТ.

— Познакомить с нормативно-правовой базой по вопросам использования и создания программных продуктов и информационных ресурсов.

— Познакомить с педагогическими технологиями, эффективными в виртуальном пространстве.

— Развивающие:

— Развивать и стимулировать исследовательскую деятельность студентов.

— Способствовать развитию коммуникации в виртуальном пространстве.

— Воспитательные:

— Формировать мотивацию к информационной педагогической деятельности.

— Воспитывать ответственность за результаты своей деятельности.

I. Аппаратные средства реализации информационных процессов в образовании.

II. Тенденции развития электронной вычислительной техники, как средств управления информацией. Технологии обработки информации.

III. Варианты использования базовых видов программного обеспечения: прикладного, системного, инструментального в образовательном процессе.

IV. Внедрение открытого программного обеспечения. Кодирование и современные форматы аудиовизуальной информации.

I. Аппаратные средства реализации информационных процессов в образовании.

Все средства ИКТ, применяемые в системе образования можно разделить на два типа: аппаратные и программные.

Аппаратные средства:

К аппаратным средствам информационных процессов относят комплекс электронных, электрических и механических устройств. Главным аппаратным и универсальным средством является компьютер.

Компьютер— универсальное устройство обработки информации.

Принтерпозволяет фиксировать на бумаге информацию, найденную и созданную учащимися или учителœем для учащихся. Для многих школьных применений желателœен цветной принтер.

Проектор повышает уровень наглядности в работе учителя, а также возможность представлять учащимся результаты своей работы всœему классу.

Проектор — световой прибор, перераспределяющий свет лампы с концентрацией светового потока на поверхности малого размера или в малом объёме.

Проекторы являются в основном оптико-механическими или оптическо-цифровыми приборами, позволяющими при помощи источника света проецировать изображения объектов на поверхность, расположенную вне прибора — экран.

Появление проекционных аппаратов обусловило возникновение кинœематографа, относящегося к проекционному искусству.

Телœекоммуникационный блок дает доступ к российским и мировым информационным ресурсам, позволяет вести дистантное обучение и переписку с другими школами.

Устройства для ввода текстовой информации и манипулирования экранными объектами— клавиатура и мышь Особую роль соответствующие устройства играют для учащихся с проблемами двигательного характера, к примеру, с ДЦП.

Устройства для записи (ввода) визуальной и звуковой информации (сканер, фотоаппарат, видеокамера, аудио- и видеомагнитофон) дают возможность непосредственно включать в учебный процесс информационные образы окружающего мира.

Устройства регистрации данных (датчики с интерфейсами) существенно расширяют класс физических, химических, биологических, экологических процессов, включаемых в образование при сокращении учебного времени, затрачиваемого на рутинную обработку данных.

Управляемые компьютером устройства дают возможность учащимся различных уровней способностей освоить принципы и технологии автоматического управления.

Электросвязь среда для передачи информации с помощью электромагнитных сигналов, к примеру, по проводам, волоконно-оптическому кабелю или по радио.

Внутриклассная и внутришкольная сети позволяют более эффективно использовать имеющиеся информационные, технические и временные (человеческие) ресурсы, обеспечивают общий доступ к глобальной информационной сети

Аудио-видео средства обеспечивают эффективную коммуникативную среду для воспитательной работы и массовых мероприятий.

Регистрирующее устройство (регистратор) — прибор для автоматической записи на носитель информации данных, поступающих с датчиков или других технических средств. В измерительной технике — совокупность элементов средства измерений, которые регистрируют значение измеряемой или связанной с ней величины.

В регистрирующих устройствах обычно предусматривается возможность привязки записываемых значений параметров к шкале реального времени. Кроме регистрирующих устройств для записи данных, существуют также устройства регистрации аудиовизуальной информации (магнитофоны, видеомагнитофоны, фото- и кино- и видеокамеры и т.

д.).

Регистрирующие устройства могут представлять собой неотъемлемые функциональные узлы измерительных приборов, установок, блоки в составе информационных, измерительных, контрольных систем, комплексов, либо самостоятельные устройства.

Это способствует развитию коммуникационных способностей учащихся, развитию умений моделировать задачу или ситуацию, формирование умений осуществлять экспериментально–исследовательскую деятельность.

Регистрирующие устройства позволяют осуществлять контроль с диагностикой ошибок и с обратной связью.

II. Тенденции развития электронной вычислительной техники, как средств управления информацией. Технологии обработки информации.

Сегодня глубоко стали развиваться компьютерные сети. С помощью них можно осуществить практически любой способ передачи информации.

Помимо традиционных информационных технологий, таких как почта͵ факс, телœефон, которые и раньше использовались в процессах информационного обмена, начинают всœе шире применяться электронная почта͵ Интернет, телœеконференции, видеоконференции, мультимедийные средства.

Программные средства:

Общего назначения и связанные с аппаратными (драйверы и т. п.) дают возможность работы со всœеми видами информации.

Источники информации — организованные информационные массивы энциклопедии на компакт-дисках, информационные сайты и поисковые системы Интернета͵ в т.ч. специализированные для образовательных применений.

Виртуальные конструкторы позволяют создавать наглядные и символические модели математической и физической реальности и проводить эксперименты с этими моделями.

Тренажеры позволяют отрабатывать автоматические навыки работы с информационными объектами: ввод текста͵ оперирование с графическими объектами на экране и пр.

Тестовые среды позволяют конструировать и применять автоматизированные испытания, в которых учащийся полностью или частично получает задание через компьютер, и результат выполнения задания также полностью или частично оценивается компьютером

Комплексные обучающие пакеты (электронные учебники) — сочетания программных средств перечисленных выше видов — в наибольшей степени автоматизирующие учебный процесс в его традиционных формах, наиболее трудоемкие в создании, наиболее ограничивающие самостоятельность учителя и учащегося.

Информационные системы управления обеспечивают прохождение информационных потоков между всœеми участниками образовательного процесса: учащимися, учителями, администрацией, родителями, общественностью.

Читайте также:  Личностно-ориентированное обучение

Экспертные системы — программная система, использующая знания специалиста-эксперта для эффективного решения задач в какой-либо предметной области.

III. Варианты использования базовых видов программного обеспечения: прикладного, системного, инструментального в образовательном процессе.

Электронная почта (E-mail) является одним из наиболее удобных, простых и быстрых способов передачи информации. Основываясь на сетевом использовании компьютеров, дает возможность пользователю получать, хранить и отправлять сообщения своим партнерам по сети. С помощью электронной почты можно организовать практически мгновенную доставку файлов с крайне важно й информацией.

В образовательном процессе электронная почта может использоваться для доставки учебных материалов как одному, так и многим обучаемым, для обеспечения обратной связи с образовательным учреждением, с преподавателœем-консультантом, для общения обучаемых друг с другом.

Электронное письмо представляет собой предназначенный для пересылки текстовый файл.

Он состоит из заголовка, в котором содержится адрес студента или преподавателя, и собственно текста письма: вопросы по изучаемой теме, ответы на них, ответы на тесты или самостоятельно выполненное контрольное задание. Служба электронной почты позволяет присоединять к письму файлы любого формата͵ размером, как правило, не более 0,5–1 Мбайта.

На базе электронной почты возможна автоматическая рассылка информации (mail-list), доска объявлений типа Bulletin Board System (BBS), off-line конференции типа ʼʼэхоʼʼ FidoNet.

В Интернете широко распространены такие средства общения, как чаты. Английское слово chat обозначает ʼʼразговор, беседаʼʼ.

У электронной почты имеется один существенный недостаток: она обеспечивает однонаправленную связь. Для обеспечения двухсторонней связи потребуется многократно посылать и принимать сообщения по электронной почте общающимся между собой пользователям. При этом, являясь дешевым и доступным средством коммуникации людей, электронная почта широко используется в системе дистанционного обучения.

Web-серверы сети Internet. Известно, что Internet — это самая большая и мощная компьютерная сеть в мире. Совокупность Web-серверов этой сети образует ʼʼвсœемирную паутинуʼʼ WWW (World Wide Web), которая представляет собой универсальную информационную среду с мировыми информационными ресурсами.

Работает она по принципу ʼʼклиент — серверʼʼ.

Одна программа — ʼʼсерверʼʼ — занимается хранением и передачей информации по запросу других компьютеров; вторая – ʼʼклиентʼʼ — устанавливается на компьютере пользователя и служит для посылки запросов на WWW-сервер, получения и отображения полученной информации на компьютере пользователя. При этом соединœение между WWW-сервером и клиентом одноразовое: получив запрос от клиента и выдав ему документ, сервер прерывает связь.

Система компьютерных сетей Интернет использует для взаимодействия стандартные протоколы TCP/IP. Протокол TCP (Transfer Control Protocol) описывает, каким образом два подключенных к Интернету компьютера могут установить связь друг с другом с подтверждением этой связи.

Протокол IP (Internet Protocol) описывает, как подключенный к Интернету компьютер должен разбивать данные на пакеты для передачи по сети и каким образом эти пакеты должны адресоваться, чтобы их можно было доставить по месту назначения; подтверждения установления связи данный протокол не предусматривает.

В Интернете имеются два базовых средства поиска информации, реализующие разные методы, но единые в своих целях: каталоги и поисковые серверы (поисковые машины).

Источник: http://referatwork.ru/category/tehnologii/view/474397_lekciya_2_apparatnye_sredstva_i_programmnoe_obespechenie_realizacii_informacionnyh_processov_v_obrazovanii

1. Аппаратно-программные средства компьютеров, позиционируемых в качестве учебных

Программное обеспечение — мозг системы. Компьютерная программа учебного назначения — это любое программное средство, специально разработанное для применения в обучении.

Уровень компьютерной системы обучения в равной степени определяется не только программой, но и аппаратной составляющей.

Под аппаратурой понимается ЭВМ как совокупность оборудования и средств, обеспечивающих ввод-вывод, модификацию текстовой, графической, аудио — и видеоинформации.

Основными компонентами аппаратуры являются тип процессора, тип шины (магистрали), размер и характеристики памяти, параметры внешних носителей информации, звуковые адаптеры, видеоадаптеры, периферия.

ЭВМ, которые используются в учебном процессе, должны быть надежными и обеспечивать решение всех задач, встречающихся в учебных курсах. Они могут иметь разное быстродействие и память, но должны обеспечивать высокую степень готовности.

Интенсивное развитие микроэлектроники привело к значительному расширению возможностей и одновременному удешевлению вычислительной техники. Это обеспечивает ее повсеместное распространение.

Можно назвать несколько причин успеха персональных компьютеров. Одна из главных — простота использования, обеспеченная с помощью диалогового способа взаимодействия с компьютером, удобных и понятных интерфейсов программ (меню, подсказки, «помощь» и т.д.).

В качестве «технических» причин выделим следующие:

относительно высокие возможности по переработке информации (типичная скорость — несколько десятков миллионов операций в секунду, емкость оперативной памяти — от нескольких Мбайт до сотен Мбайт, емкость жестких дисков — до десятков Гбайт);

высокая надежность и простота ремонта, которые основаны на интеграции компонентов компьютера;

возможность расширения и адаптации к особенностям применения компьютеров: один и тот же компьютер может быть оснащен различными периферийными устройствами и мощными системами для разработки нового программного обеспечения.

Развитие техники идет колоссальными темпами; появляются разновидности компьютерного обучения с привлечением автоматизированных обучающих систем (АОС). Работа над системами ведется во многих научно-педагогических центрах.

Следует различать компьютерные системы обучения автономного режима и сетевые (дистанционные), представленные на рисунке 1.

Рисунок 1 — Структура компьютерных систем обучения

Когда обучаемый расположен в непосредственной близости от компьютера как источника знаний — в этом случае говорят о системе обучения, работающей в автономном режиме.

Совершенно новые перспективы открывают для компьютерного обучения (КО) телекоммуникационные сети и интеллектуальные обучающие системы (ИОС).

Объединение таких систем и сетей уже сегодня позволяет создавать как локальные вычислительные сети (ЛВС), так и глобальные системы дистанционного образования.

Существует большое разнообразие ЛВС, построенных по различным принципам и структурам. Они позволяют коллективно использовать периферийное оборудование (принтеры, плоттеры, жесткие диски большой емкости), дорогостоящее лицензионное, а также программное обеспечение. Но не эти преимущества являются первостепенными.

Основное — необходимость рационального использования аппаратных средств. Имеющийся парк персональных компьютеров, как правило, пополняется лишь единицами новых. В результате оказывается большое их разнообразие, имеющее различные графические и другие возможности.

ЛВС позволяет с минимальными затратами модернизировать устаревшие компьютеры, а следовательно, более экономно расходовать средства.

Интернет — это уникальное средство доступа к информации на мировом уровне по разным сферам деятельности человека — экономике, технике, науке, культуре, образовании.

База данных Интернета используется для ознакомления с новейшими зарубежными публикациями, каталогами фирм-производителей современной компьютерной продукции и т.д.

, что особенно актуально в условиях сокращающегося потока традиционных носителей информации. Интернет — это перспективное средство дистанционного образования.

В настоящее время интенсивно разрабатываются автоматизированные заочные (дистанционные) компьютерные системы обучения, в том числе и на основе Интернета.

Изучение наук в этом случае реализуется посредством общения обучающегося заочно, через компьютерную сеть не только с компьютером, но и с преподавателем, направляющим учебный процесс.

Здесь успех в значительной степени зависит от модератора (преподавателя, курирующего учебный процесс). Он обеспечивает успешное начало, обучение и помощь на начальной стадии, поддержку в разработке, развитии и завершении темы.

https://www.youtube.com/watch?v=_YhO5LFdclg

Сетевые компьютерные обучающие системы позволяют индивидуальным пользователям, находящимся на своих рабочих местах или дома, иметь доступ не только к мощным академическим сетям, но и подсоединяться к новейшим сетевым (мультимедийным) средствам обучения.

Производители последних разрабатывают продукт с высокой степенью стандартизации и совместимости, распространения его в масштабах всей национальной системы образовании. Современные локальные академические сети (ЛВС и другие) подключаются к национальным.

Местные академические сети посредством баз данных и баз знаний обеспечивают широкий спектр учебного материала и учебных пособий.

Укажем некоторые приоритетные направления в развитии компьютерных сетей:

а) локальные и региональные сети ЭВМ;

б) электронная почта;

в) телеконференции;

г) электронные журналы;

д) распределение базы данных;

е) экспертные системы;

ж) настольные издательские системы;

з) электронные учебники;

и) обучающие системы на основе мультимедиа подхода (при лекционной форме обучения) и др.

Аппаратные и программные средства в компьютерных системах обучения тесно взаимосвязаны между собой, об этом можно судить по признаку классификации обучающих программ на три уровня. При работе с программами первого уровня обучаемый читает текст на экране монитора, который прерывается контрольными вопросами. На них нужно ответить, выбрав правильный ответ из нескольких предложенных.

Учебные программы второго уровня уже предполагают возможность использования двухмерной графики, простого звукового ряда, логического ответа обучаемого. В этом случае формы представления информации на кране — текстовая и графическая.

Учебные программы третьего уровня представляют информацию в трехмерной компьютерной графике, со звуко — и видеорядом. Одновременное использование различных средств представления информации и обозначают термином «мультимедиа».

Информация на компьютере может быть представлена в виде печатного текста, озвученного текста, таблицы, графика, диаграммы, карты, фотографии, картины, мультипликационного или видеофрагмента.

Разнообразие форм представления и неограниченные объемы информации, возможность многократного обращения и повторения одного и того же материала, установления индивидуального темпа работы, «дружелюбная» форма общения и другие характеристики компьютера делают его незаменимым средством обучения по любой дисциплине.

Источник: http://prog.bobrodobro.ru/37121

Информационная система обучения по курсу Компьютерные сети

Сохрани ссылку в одной из сетей:

Использование таких систем позволяет создавать и широко тиражировать на лазерных компакт-дисках «электронные» руководства, справочники, книги, энциклопедии.

Развитие информационных телекоммуникационных сетей дает новый импульс системам дистанционного обучения, обеспечивает доступ к гигантским объемам информации, хранящимся в различных уголках нашей планеты.

Новые аппаратные и программные средства, наращивающие возможности компьютера, переход в разряд анахронизма понимания его роли как вычислителя постепенно привели к вытеснению термина «компьютерные технологии» термином «информационные технологии».

Под этим термином понимают процессы накопления, обработки, представления и использования информации с помощью электронных средств.

Так, суть информатизации образования определяют как создание условий учащимся для свободного доступа к большим объемам активной информации в базах данных, базах знаний, электронных архивах, справочниках, энциклопедиях.

Следуя этой терминологии, можно определить информационные технологии обучения (ИТО) как совокупность электронных средств и способов их функционирования, используемых для реализации обучающей деятельности. В состав электронных средств входят аппаратные, программные и информационные компоненты, способы применения которых указываются в методическом обеспечении ИТО.

Впечатляющий прогресс в развитии аппаратных и инструментальных программных средств ИТО предоставляет хорошие технические возможности для реализации различных дидактических идей.

Однако, как показывает анализ отечественных и зарубежных компьютерных систем учебного назначения, ряд из них по своим дидактическим характеристикам нельзя назвать даже удовлетворительными.

Дело в том, что уровень качества «мягкого» продукта учебного назначения закладывается на этапе его проектирования при подготовке учебного материала для наполнения баз данных АОС и электронных учебников, при создании сценариев учебной работы с компьютерными системами моделирующего типа, при разработке задач и упражнений и т.п.

К сожалению, методические аспекты ИТО отстают от развития технических средств. Да это и неудивительно, поскольку в методическом плане ИТО интегрируют знания таких разнородных наук, как психология, педагогика, математика, кибернетика, информатика.

Разработка средств ИТО для поддержки профессионального образования осложняется еще и необходимостью хорошо знать содержание предметной области и учитывать присущую ей специфику обучения.

Именно отставание в разработке методологических проблем, «нетехнологичность» имеющихся методик являются одними из основных причин разрыва между потенциальными и реальными возможностями ИТО.

Теперь рассмотрим некоторые примеры информационных систем обучения и попытаемся выяснить наиболее актуальные технологии построения ИСО на сегодняшний день.

Сначала рассмотрим методические аспекты технологии создания «мягкого» продукта учебного назначения, положенные в основу системы Комплексов Автоматизированных ДИдактических Средств (системы КАДИС), разработанной и развиваемой в центре новых информационных технологий при Самарском государственном аэрокосмическом университете (СГАУ).

Читайте также:  Адаптация первокурсников к обучению в вузе

В комплексе обобщаются опыт и результаты многолетних исследований по компьютерной поддержке инженерной подготовки. Эти исследования были начаты в конце 70-х гг. на кафедре конструкции и проектирования летательных аппаратов СГАУ.

Одна из первых версий инструментальной среды получила название системы автоматизированного проектирования автоматизированных учебных курсов (САПР АУК). В дальнейшем, несмотря на расширение ее функций от разработки АУК до подготовки целостных комплексов, включающих набор АУК, тренажеров, учебных ППП, это название было сохранено.

В состав САПР АУК входят следующие компоненты: учебное пособие, АУК для освоения и закрепления методики проектирования учебных комплексов, программные средства, информационное обеспечение.

Информационное обеспечение САПР АУК включает базы данных двух типов: базы данных с учебным материалом и журнал. Учебный материал содержит для каждого АУК блоки информации, упражнения, словарь терминов и понятий с их синонимами и определениями, условия вызова подключаемых программ (тренажеров, учебных ППП и т.п.). В журнале накапливается статистика по работе учащихся со всеми АУК.

Программные средства САПР АУК реализуют четыре вида интерфейсов: учащихся, преподавателей–пользователей и преподавателей–разработчиков учебных комплексов, администратора САПР АУК.

Структурно все программы также можно разделить на четыре основные части: «проигрыватель» учебных комплексов, обеспечивающий работу учащихся и преподавателей-пользователей; инструментальную оболочку, позволяющую преподавателям-разработчикам наполнять базу данных учебных комплексов; набор программных утилит, реализующих некоторые дополнительные функции в работе преподавателей–разработчиков; утилиты администратора САПР АУК.

Томский Государственный университет является разработчиком очень многих интересных систем обучения. В том числе одна из достаточно интересных и простых разработок – Виртуальный университет. Первые версии информационной системы обучения являлись «локальными» и похожими на нашу систему.

На сегодняшний день наиболее востребованными и эффективными информационными системами обучения являются “сетевые” системы управления обучением (LMS) и системы управления содержимым обучения (LCMS).

Вслед за развитием систем управления сайтом (CMS – Content Management System), стали появляться специализированные системы, в частности для управления обучением.

В англоязычной литературе можно встретить следующую аббревиатуру систем управления обучением:

  • LMS – Learning Management System (система управления обучением);
  • CMS – Course Management System (система управления курсами);
  • LCMS – Learning Content Management System (система управления учебным материалом);
  • MLE – Managed Learning Environment (оболочка для управления обучением);
  • LSS – Learning Support System (система поддержки обучения);
  • LP – Learning Platform (образовательная платформа);
  • VLE – Virtual Learning Environments (виртуальные среды обучения).

Основным фундаментом электронного обучения обычно являются системы LMS и LCMS. LMS предполагает автоматизацию административного управления учебным процессом, а LCMS – автоматизацию управления содержимым (контентом) учебного процесса, хотя на практике границы между этими системами весьма относительны.

Обе системы управляют содержанием курсов и отслеживают результаты обучения. Оба инструмента могут управлять и отслеживать контент, вплоть до уровня учебных объектов.

Но система управления обучением, в то же время, может управлять процессом смешанного обучения, составленного из онлайнового контента, мероприятий в учебных классах, встреч в виртуальных учебных классах и т.п.

В противовес этому, система управления учебным контентом может руководить содержимым на уровень ниже учебного объекта, что позволяет перестраивать и перенаправлять онлайн-контент. Некоторые LCMS умеют динамически строить учебные объекты в соответствии с профилями пользователей или стилями обучения.

Таким образом, система управления обучением обеспечивает инфраструктуру, позволяющую любому образовательному учреждению планировать, проводить и управлять учебными программами любых форматов на выбор. Она также поддерживает многочисленные средства разработки курсов и легко интегрируется с популярными системами управления содержимым обучения.

В этой роли, как катализатор общей учебной среды, LMS может интегрировать в LCMS учебные объекты через технические спецификации и стандарты, а также нести ответственность за управление учебным контентом, включая проигрывание и проверки, хранение контент–репозитория, соединение и разъединение объектов контента, внедрение объектов контента в смешанные процессы, сбор результатов обучения по отдельным курсам.

В недавнем прошлом все электронные обучающие ресурсы создавались с использованием специфичных инструментальных средств, требующих свою среду разработки и функционирования.

Разработчики курсов или должны были изучить эти инструментальные средства, или работать с программистами, имеющими опыт работы с ними.

Содержимое разрабатывалось заново от курса к курсу и требовалось много сил на разработку и испытания курса.

Learning Content Management System отделяет контент от средств доставки контента. Содержимое может быть создано однократно и доставлено многочисленными способами.

LCMS также устраняет потребность в специализированных навыках программирования, поскольку позволяет авторам вставлять содержание в предварительно запрограммированные шаблоны.

Поскольку контент создается в виде небольших объектов, разработчики могут повторно использовать содержимое, созданное другими авторами, экономя при этом время на разработку, а также обеспечивая доставку непротиворечивой информации обучающимся.

Таким образом, в связи с бурным ростом объёма информации, интенсивности ее потока возникают трудности в усвоении материала, подготовке учебных и методических материалов.

Для устранения вышеизложенных недостатков необходим совершенно новый подход, стиль и новая методика, основанная на использования самых современных информационно-педагогических технологий, где значительный упор делается на возможности современных информационных систем и телекоммуникаций.

Новый подход организации учебного процесса, установления контакта между преподавателем и студентом состоит в том, что преподаватель теперь все в большей степени выполняет функцию координатора.

У преподавателя появляется возможность введения коррекции на отклонение от идеальной траектории перехода с одного этапа в следующий. Расширяются возможности обучаемого, т.е.

теперь у него появляется возможность войти и в мир знаний преподавателя, воспользоваться базой знаний, виртуальными библиотеками, установить контакт с виртуальными преподавателями, а также произвести объективную самооценку формируемых знаний.

Рассмотрим наиболее популярные LMS на сегодняшний момент:

MOODLE – Modular Object–Oriented Dynamic Learning Environment.

  • Официальный сайт: www.moodle.org
  • Поддержка: IMS/SCORM спецификаций
  • Платформа: PHP, MySQL, PostgreSQL
  • Лицензия: GNU General Public License (GPL)
  • Поддержка русского языка: есть

Дизайн и разработка Moodle направляются особой философией обучения, которую можно вкратце назвать «педагогика социального конструкционизма» (social constructionist pedagogy).

Конструкционизм утверждает, что обучение особенно эффективно, когда учащийся в процессе обучения формирует что–то для других. Это может быть что угодно, от высказывания утверждения или написания сообщения в интернет до более комплексных произведений, таких как картина, дом или пакет программ.

Например, вы можете прочесть эту страницу несколько раз, и всё равно на завтра ничего не помнить. Но если вы попытаетесь объяснить эти идеи кому–нибудь другому своими словами или изготовить слайд–презентацию, объясняющую эти концепции, Вы лучше поймёте их и лучше интегрируете в свои собственные идеи. Вот почему люди делают конспекты во время лекций, даже если никогда не читают их потом.

Claroline

  • Официальный сайт: www.claroline.net
  • Поддержка: IMS/SCORM спецификаций
  • Языки приложения: PHP, JAVA
  • СУБД: MySQL
  • Лицензия: GNU General Public License (GPL)
  • Поддержка русского языка: есть
  • Демонстрационный сайт: http://demo.opensourcecms.com/claroline/

Приложение было создано в Бельгии институте педагогики и мультимедиа католического университета в Лувене.

Dokeos

Платформа построения сайтов дистанционного обучения, основанная на ветке (fork) Claroline. Ветка представляет собой клон свободно распространяемого программного продукта, созданный с целью изменить приложение-оригинал в том или ином направлении.

Источник: https://works.doklad.ru/view/mh5lZGWQMSQ/6.html

Информационная система обучения по курсу Компьютерные сети

Дипломная работа

Введение

Оценка решений существующих информационных систем обучения

Введение в информационные системы и их классификация

Требования, предъявляемые к информационным системам

Компоненты и структура ИС

Понятие информационно–образовательной среды

Информационные системы в образовании

Автоматизированные обучающие системы

Модели обучения автоматизированных обучающих систем

Обзор информационных систем обучения

Разработка алгоритма обучения и компонентов информационной системы

Концепция ИС

Проектирование ИС

Разработка структуры базы данных

Разработка интерфейса обучающего курса

Разработка системы управления курсом

Тестирование ИС

Заключение

Список использованной литературы

Приложение. Исходные коды модулей информационной системы

Введение

На сегодняшний день необходимым условием продвижения в сфере информационных технологий является широкое внедрение стандартов и технологий информационных систем, используемых как для аппаратных средств, так и для программных продуктов.

Построение программного обеспечения (ПО) вычислительных и информационных комплексов, основанных на идеологии открытых систем, позволяет успешно решать задачи переносимости ПО на платформы различных производителей, проблемы взаимозаменяемости узлов и устройств и, что самое главное, обеспечивает интеграцию устройств и пользователей в различные информационно–вычислительные и телекоммуникационные сети. Следует особо подчеркнуть то обстоятельство, что на сегодняшний день успешная реализация сколько–нибудь существенных проектов в области информационно–вычислительной техники, управления, информатизации и телекоммуникаций не представляется возможной без согласования разработок с существующими стандартами в области информационных систем и, в ряде случаев, разработки новых стандартов.

В условиях перехода к интегрированным вычислительно–телекоммуникационным системам принципы информационных систем составляют основу технологии интеграции, создания отраслевых, региональных и национальных информационных инфраструктур и их взаимодействия в глобальном масштабе. Таким образом, можно сделать вывод, что технологии информационных систем в настоящее время является той рабочей средой, в рамках которой происходит развитие приоритетных информационно–телекоммуникационных технологий, средств телекоммуникаций и вычислительной техники.

Объектом нашего исследования является информационная система обучения.

Предмет – технология процесса обучения по курсу компьютерные сети.

Цель данного дипломного проекта – разработать программное и информационное обеспечение информационной системы обучения по курсу «Компьютерные сети», используя новые информационные технологии и показать значимость и удобство этой системы для процесса обучения.

Задачи исследования:

1. Обзор и сравнительный анализ существующих информационных систем обучения.

2. Разработка структуры информационной системы по курсу компьютерные сети.

3. Разработка программного обеспечения информационной системы.

4. Разработка контента информационной системы.

Перед рассмотрением конкретных информационных систем дадим несколько необходимых определений:

Система (в предметной области) – это множество взаимосвязанных элементов, каждый из которых связан прямо или косвенно с каждым другим элементом, а два любые подмножества этого множества не могут быть независимыми, не нарушая целостность, единство системы.

Элемент системы – это простейшая структурная составляющая системы, которая в рамках данной системы не структурируется.

Структура системы – это совокупность устойчивых связей, способов взаимодействия элементов системы, определяющая ее целостность и единство.

Среда (в предметной области) – это все, что находится в предметной области за границами системы.

Под информационным процессом будем понимать процесс, связанный с изменением количества информации в системе в результате целенаправленных действий при решении поставленной задачи.

Информационная деятельность связана с созданием информационных моделей всех объектов и явлений природы и общества, участвующих в человеческой деятельности, а также с созданием моделей самой этой деятельности.

Как известно, информация как продукт интеллектуальной деятельности человека является ресурсом и с течением времени накапливается, хотя возможны и потери информационных ресурсов.

В процессе познавательной деятельности мы, так или иначе, сталкиваемся с процессом использования накопленного знания, которое становится ценным лишь тогда, когда становится доступным широкому кругу пользователей.

В настоящее время, объем информационных потоков, несущих эти знания, существенно увеличился, поэтому стала актуальной задача информатизации различных видов человеческой деятельности.

Данное направление включает в себя развитие аппаратных средств и информационных технологий.

Информационные технологии (ИТ) – совокупность методов и средств реализации информационных процессов в различных областях человеческой деятельности. Иначе говоря, ИТ есть способ реализации информационной деятельности.

Читайте также:  Сущность и структура процесса обучения. этапы учебного процесса

К современным ИТ относят:

— развитие глобальных информационных систем;

— внедрение систем автоматизированной обработки информации;

— развитие систем и средств дистанционного доступа;

— интегрирование гетерогенных систем;

— развитие систем искусственного интеллекта и т.д.

Долгое время преобразование информации и принятие решений являлось функцией человека. Сейчас, когда рост объемов информационных потоков привел к тому, что они превысили объемы усвояемости и обрабатываемости информации человеком, возникла проблема повышения эффективности процессов преобразования информации, определяемая следующими причинами:

— любая информация ценна только в процессе ее использования и при резком возрастании объемов информации принятие решений становится затрудненным, а также возрастает время обработки информационного массива;

— усложнение внутренней структуры системы, появление суперсистем, включающих целые совокупности систем, интеграция гетерогенных систем также приводит к резкому увеличению объемов информационных потоков и времени на их обработку;

— расширение сфер применения ИТ приводит к возникновению новых систем, что, в свою очередь, является дополнительным источником увеличения информационных потоков;

— повышение сложности задач, требуемой для их решения точности и оперативности, приводит к опережающему росту сложности управления по отношению к росту возможностей обработки информации и так далее.

Определим два основных пути развития ИТ, обеспечивающих повышение эффективности процессов преобразования информации в информационных и информационно–управляющих системах:

— совершенствование технических средств автоматизации на основе применения высокопроизводительных вычислительных устройств и систем, что приводит к повышению скорости обработки информации вне зависимости от характера преобразуемой информации;

— совершенствование и расширенное внедрение программного обеспечения.

Для реализации указанных путей необходимо наличие наиболее общих подходов к решению стоящих задач, инвариантных к конкретной содержательной стороне задачи и техническим средствам ее реализации.

Для информационных систем эта задача обостряется в связи с развитием научного знания, существенным увеличением его объемов, когда уже в рамках узких, подотраслевых вопросов объемы процессов восприятия нового знания превышают возможности человека, не говоря уже о возможностях использования межотраслевого опыта. При этом является рациональным решение, когда сочетаются наиболее общие подходы к решению проблемы с их конкретной технической реализацией. Возможность рассматривать любую систему, абстрагируясь от ее технической реализации, возможность переноса опыта по разработке и исследованию систем, решающих один круг задач, к системам, предназначенным для решения задач в иной области, говорит об открытости, как самих систем, так и о принципах и подходах к их построению и исследованию, которые будут сформулированы ниже.

Сами по себе средства вычислительной техники не могут осуществить преобразование информации, для этого необходимо наличие прикладного информационного и программного обеспечения, реализующего функции информационной или информационно–управляющей системы (ИС). ИС представляет собой совокупность элементов, находящихся в отношениях и связях между собой и образующих определенную целостность, единство, и предназначенных для осуществления целенаправленного процесса преобразования информации.

Внешняя среда

Рис 1. Основные функции системы

Источник: http://MirZnanii.com/a/309085/informatsionnaya-sistema-obucheniya-po-kursu-kompyuternye-seti

Аппаратные компоненты компьютерных систем

Для обеспечения максимального уровня производительности и корректной работы используются аппаратные и программные средства, которые связаны между собой и могут взаимодействовать в различных направлениях. Сегодня мы коснемся вопроса аппаратных средств, так как именно они изначально занимают главное положение при обеспечении работоспособности любой компьютерной или мобильной системы.

Аппаратные средства систем: общая классификация

Давайте разберемся, с чем же нам все-таки предстоит иметь дело. Комплекс аппаратных средств на самом деле должен быть знаком всем и каждому. По сути это то, что пользователи называют компьютерным железом.

И действительно, аппаратные средства представляют собой именно «железные», а не программные компоненты компьютерной системы. В самом простом варианте классификации данные средства делятся на внешние и внутренние.

Также в таком разделении можно выделить три основных и наиболее содержательных типа устройства: устройства ввода, устройства вывода и устройства хранения информации. Отдельно стоит отметить и главные компоненты компьютера, такие как процессор, материнская плата и т.п.

Они не входят ни в один из перечисленных выше классов и являются базовыми элементами компьютера, без которых он просто не сможет работать.

Базовые компоненты ПК

При описании аппаратных средств ПК первым делом стоит сказать о главном компоненте, а именно о материнской плате. На ней расположены все внутренние элементы. Именно к ней за счет использования различных слотов и разъемов и будут подключаться внешние устройства.

Сегодня существует множество разновидностей материнских плат и их производителей. Такие платы для ноутбуков и стационарных компьютеров по расположению отдельных элементов могут отличаться. Однако суть их использования в компьютерных системах остается неизменной.

Вторым по важности элементом является центральный процессор. Он отвечает за уровень быстродействия компьютерной системы. Одной из главных характеристик этого элемента является тактовая частота, которая выражена в мега или гигагерцах.

Эта величина определяет, сколько элементарных операций процессор может осуществлять за одну секунду.

Как вы могли уже догадаться, быстродействие есть не что иное, как отношение количества операций к количеству тактов, необходимому для выполнения одной элементарной операции.

Сегодня невозможно представить себе аппаратные средства компьютера без жестких дисков и планок оперативной памяти. Эти компоненты относятся к устройствам хранения. О них речь пойдет несколько позже.

Программно-аппаратные средства

В современных компьютерных устройствах могут использоваться устройства гибридного типа, такие как постоянная энергонезависимая память CMOS, являющаяся базовой основной системы ввода/вывода, называемой BIOS. Это не только сам «железный» чип, который расположен на материнской плате.

В этом чипе имеется своя собственная микропрограмма, которая позволяет не только хранить неизменные данные, но и осуществлять тестирование периферийных устройств и внутренних компонентов в момент включения компьютера. Многие владельцы стационарных компьютеров замечали, что момент включения можно услышать сигнал системного динамика.

Это свидетельствует о том, что проверка была завершена успешно.

Средства ввода информации

Остановимся более подробно на устройствах ввода информации. Сегодня можно насчитать довольно много разновидностей данных устройств. Судя по опережающему развитию информационных технологий, со временем их станет еще больше. Несмотря на это базовыми устройствами принято считать следующие:

— клавиатура;

— мышь;

— джойстик;

— цифровая камера;

— внешний сканер;

— микрофон.

Каждое из этих устройств дает возможность ввести информацию различного типа. Так, например, при помощи сканера вводится графическая информация. При помощи камеры можно ввести видео. На клавиатуре можно ввести текст.

Мышь и трекпад относятся к контроллерами или манипуляторам. Что же касается клавиатуры, то в ней контролирующие функции используются через кнопки или их комбинации.

Можно при этом получить доступ к определенным параметрам, функциям и командам операционной системы и программного обеспечения.

Средства вывода информации

Невозможно представить себе аппаратные средства без устройств вывода. В стандартном средстве таких устройств присутствуют следующие компоненты: принтер, монитор, плоттер, видеосистема, звуковая система, мультимедийный проектор.

Основным устройством в данном списке является экран ноутбука или компьютерный монитор. Ясно, что при современных методах объектно-ориентированного программирования взаимодействие с пользователем осуществляется при помощи графического интерфейса.

Такая ситуация применима в равной степени и к тем системам, в которых предполагается введение команд. Пользователь в любом случае должен видеть то, что отображается на экране. Что касается наличия остальных компонентов, они желательны, но не обязательны.

Исключение составляет графический адаптер, без которого не смогут работать современные системы.

Средства хранения информации

Одним из самых важных классов устройств являются устройства хранения информации. Их наличие обязательно. К данному классу относятся следующие виды устройств: оперативная память, жесткий диск, кэш-память, внешние накопители. В некоторых случаях сюда также относятся систему BIOS с памятью CMOS.

Однако, как уже говорилось ранее, данные элементы скорее относятся к гибридным устройствам, которые в равной степени можно отнести сразу к нескольким категориям. Главное место среди средств хранения информации безусловно занимают жесткие диски и оперативная память. Жесткий диск представляет собой аппаратное средство хранения информации. Здесь информация хранится постоянно.

В оперативной памяти информация хранится временно, например, при функционировании или запуске программ, а также при копировании содержимого в буфер обмена. Оперативная память автоматически очищается при выключении компьютера. Информация же с жесткого диска никуда не исчезает. Сегодня с жесткими дисками конкурируют съемные носители вроде устройств USB большой емкости.

Дискеты и оптические диски постепенно уходят в небытие по причине малой емкости и возможности физических повреждений.

Устройства связи

Еще один класс устройств, которые не являются обязательными, но тем не менее очень востребованы, можно назвать устройства, которые отвечают за обеспечение связи между отдельными компьютерными терминалами, как связанными напрямую, так и в сетях. К основным устройствам данной категории можно отнести сетевые адаптеры и маршрутизаторы.

Как уже стало ясно, без них при организации стационарных и виртуальных сетей обойтись довольно сложно. Сегодня мало кто знает, что можно подключать два компьютера напрямую посредством кабеля, как это было и двадцать лет назад. Это, конечно, выглядит не слишком практично.

Однако не стоит сбрасывать со счетов такую возможность, особенно в тех случаях, когда необходимо копировать большой объем информации, а накопителя подходящего размера под рукой нет.

Устройства защиты данных и безопасности

Поговорим еще об одном типе аппаратных компонент персонального компьютера. Это аппаратные средства защиты. К таким устройствам можно отнести «железные» сетевые экраны, которые по-другому также называются файрволлами. Большинство пользователей сегодня привыкло к тому, что файрволл представляет собой только программный продукт. На самом же деле, это не совсем так.

Применение таких компонентов является обязательным при организации сетей с повышенным уровнем безопасности. Ведь программная часть не всегда может справится со своими функциями. Она может не отреагировать на вмешательство в работу сети со стороны. Не стоит говорить о доступе к конфиденциальной информации, которая может хранится на жестких дисках серверов и компьютеров.

Взаимодействие аппаратных и программных компонент

Мы коротко охарактеризовали основные аппаратные средства ПК. Теперь поговорим о том, как данные компоненты взаимодействуют с программными продуктами. У операционных систем, которые обеспечивают доступ пользователя к вычислительным возможностям компьютера, имеются свои требования.

Современным операционным системам требуется так много ресурсов, что они могут просто не работать с устаревшими процессорами, в которых не хватает вычислительной мощности или просто отсутствует необходимый объем оперативной памяти. Кстати, это в равной степени относится к современным прикладным программным продуктам.

Это, конечно, далеко не единственный пример взаимодействия программной и аппаратной части.

Заключение

В заключение хотелось бы сказать, что в данном обзоре была коротко рассмотрена аппаратная часть современного персонального компьютера. Это позволяет сделать определенные выводы о классификации основных элементов системы. Стоит обратить отдельное внимание на то, что компьютерная техника с каждым годом развивается.

Это приводит к тому, что появляется все больше и больше внешних и внутренних устройств различного типа. Что же касается базовой конфигурации, то в данном обзоре были приведены самые главные компоненты, без которых невозможно существование компьютерной системы. Поэтому по понятным причинам в данном обзоре не были рассмотрены мобильные устройства.

Принцип их работы немного отличается от компьютерных терминалов, хотя имеется и довольно много общего.

Источник: http://computerologia.ru/apparatnye-komponenty-kompyuternyx-sistem/

Ссылка на основную публикацию