Главная

 

 Аппаратные и программные средства. Сетевые обучающие системы

Существует большое многообразие компьютерных систем обучения по функциональному назначению и техническому исполнению. Однако общим для всех является их состав: любая компьютерная система содер­жит в комплексе как аппаратные, так и программные средства (схема 4). Для реализации КО требуется две части: информационно-вычислительная техника (аппаратные средства) и программное обеспече­ние — набор программ разного назначения.

Программное обеспечение — мозг системы. Это управляющая среда, которая в зависимости от возникающей ситуации адекватно реагирует на действия обучаемого. Компьютерная программа учебного назначения — это любое программное средство, специально разработанное для приме­нения в обучении. Выше были охарактеризованы основные типы про­грамм по их дидактическому назначению.

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.

В настоящее время в развитии аппаратных средств открылось "вто­рое дыхание": появляются принципиально новая компьютерная техника, различные конфигурации технических и компьютерных средств. Одним из перспективных направлений в этом плане является использование компьютера как универсального комплексного технического средства,

способного выполнять функции книги, пишущей машинки, магнитофона радио, кино, видеостенки, видеодоски и др.

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. Последнее --  чрезвычайно важ­но, так как даже частичный отказ может привести к срыву учебного про­цесса.

Интенсивное развитие микроэлектроники привело к значительному расширению возможностей и одновременному удешевлению вычисли­тельной техники. Это обеспечивает ее повсеместное распространение. Теперь персональные компьютеры стали действительно персональными в полном смысле этого слова. Они уверенно входят в школьную и повсе­дневную жизнь, как когда-то радио и телевизоры.

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.). Возможность индивидуального взаимодействия с компьютером без ка­ких-либо посредников и ограничений — это другая причина. В качестве "технических" причин выделим следующие. Во-первых, 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). Во-вторых, высокая надежность и простота ремонта, которые основаны на интеграции компонентов компьютера. В-третьих, 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.

Нынешнее состояние компьютерных систем обучения характеризу­ется противоречивыми тенденциями. С одной стороны, колоссальный рост числа компьютеров, используемых в обучении, а с другой — их не­совместимость. Например, приобретая ту или иную модель компьютера, школа не всегда может воспользоваться программным обеспечением, предназначенным для других моделей. Современное состояние компью­терного обучения имеет большой разрыв в качестве обучающих про­грамм; рынок наводнен примитивными программами, которые не повы­шают эффективность обучения, а нередко дают и отрицательный резуль­тат.

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 (дистантные) (схема 5).

 

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 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.

Основной мотивацией усилий по разработке ИОС является желание ускорить процесс обучения за счет целенаправленного, методически гра­мотного курса, использующего современные достижения педагогов, и неявного стремления снизить затраты на образование, сделать его уни­фицированным и независимым от квалификации педагога.

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.

Самое значительное преимущество ЛВС заключается в возможности использования практически неограниченного объема информации гло­бальной компьютерной сети под названием INTERNET (ИНТЕРНЕТ) 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 (дистантные) 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.

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:

1) локальные и региональные сети ЭВМ;

2)электронная почта;

3)телеконференции;

4)электронные журналы;

5)распределение базы данных;электронные библиотеки;

6) экспертные системы;

7)настольные издательские системы;

8)электронные учебники;

9)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 экране — 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.

Опыт применения мультимедиа в системе образования выявил глав­ные преимущества этой системы, которые развиваются по мере совершенствования как аппаратных, так и программных средств. Они состоят в наличии точек разветвления в программе, что позволяет обучаемым регулировать процесс восприятия информации, либо вернуться назад для повторения материала, либо перейти к любой другой точке разветвления. Чем больше таких точек, тем выше интерактивность программы и ее гиб­кость в процессе обучения. Другое важнейшее преимущество— аудио-сопровождение (стерео- и квадро-) учебной информации. Еще более эф­фективным является сочетание аудиокомментариев с видеоинформацией или анимацией. Значительно повышает качество восприятия информации музыкальное сопровождение учебного процесса.

По мнению ведущих экспертов в этой области, системы обучения на мультимедиа совершенствуются в двух направлениях: как по линии про­граммных средств, так и аппаратных. Уже сейчас многие производители персональных компьютеров включают в конфигурацию как стандартную периферию голосовые синтезаторы и всевозможные адаптеры.

Поток мультимедийных материалов, имеющихся сейчас в ИНТЕР­НЕТЕ, становится все более мощным, эффективным средством образова­ния. ИНТЕРНЕТ дает шанс общаться через мировую компьютерную сеть, обсуждать результаты научного поиска на постоянно действующих се­минарах, проводимых периодически конференциях без выезда на место их проведения и многое другое. Огромный опыт применения мультиме­диа накоплен в западной системе образования.

Однако существуют проблемы, которые в определенной мере пре­пятствуют прогрессу в этой области в ряде стран, в том числе и в Белару­си. Доступ в ИНТЕРНЕТ все еще очень дорог. Достаточно сложно ис­пользовать модем для того, чтобы связаться с удаленным сервером, если компьютер не подключен в локальную сеть. Для того, чтобы загрузить графику, аудио- и видеофайлы, требуется высокоскоростной компьютер и сеть. Те, у кого компьютеры устаревшей конфигурации, могут испыты­вать неудобства в работе из-за того, что загрузка файлов, доступ к ИН­ТЕРНЕТ осуществляются очень медленно. Работа в системе Web обычно требует большого количества памяти ЭВМ и некоторые компьютеры приходится модернизировать или заменять для того, чтобы пользоваться нужными программами (например, Mosaic или Netscape).

Компьютерные технологии развиваются очень быстро и, видимо, в скором времени как компьютеры, так и программное обеспечение станут достаточно дешевыми и скорость передачи информации в сети значи­тельно увеличится. Все это будет способствовать беспрепятственному доступу к международной сети преподавателей, студентов, школьников и, в результате, — более эффективному их обучению.