Информ Гидро Электронное учебное пособие Допущено Учебно-методическим объединением

Информ. Гидро Электронное учебное пособие Допущено Учебно-методическим объединением вузов Российской федерации по нефтегазовому образованию в качестве электронного учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки бакалавров 130500 «Нефтегазовое дело» Раинкина Л. Н. , доцент РГУ нефти и газа имени И. М. Губкина Москва 2009

Информ. Гидро 2. 1. Обучающая информационная система по гидромеханике, которая воспринимается и действует вместо преподавателя. q Разработана в двух вариантах: Ø Для работы в компьютерном классе (1). Ø Для самостоятельной работы (2). q Основа - обучающие программы, в которых изучение теоретических основ в справочном файле и контроль усвоения объединены во времени. q Построена по модульному принципу. Для каждого модуля имеется несколько справочных файлов, обучающие программы по усвоению теоретического курса и решению задач, лабораторная работа со входным контролем и программой по её защите. q Система включает также критериально-ориентированные тесты для самоконтроля, текущего и итогового контроля, и оперативную базу данных для отслеживания за ходом учебного процесса. q Предназначена для обучения бакалавров. q

Информ. Гидро 2. 1. q Может использоваться при очной и дистанционной форме обучения. q Тип ЭВМ: IBM PC, язык. : Visual Basic. q Оперативная система: Window's 95 и выше, NT, XP Программное обеспечение для самостоятельной работы (2) запускается непосредственно из текущей директории. q Для установки Информ. Гидро в компьютерном классе имеется программа Setup. exe. Программный комплекс и База данных устанавливаются на центральный компьютер. На клиентские компьютеры выводится только ярлык титульного файла Gidro. exe. Количество клиентских компьютеров не ограничено. q

Тенденции развития ВШ (требования к Обучающим Системам) q Знания производятся в прикладном аспекте q Знание становится междисциплинарным q Исходная целеполагающая установка обязательное использование знаний q Переключение содержания образования на освоение базовых универсальных компетенций

Требования к уровням профессионального образования Бакалавр – исполнитель в решении профессиональных задач Магистр – ставит задачи, предлагает пути решения и участвует в их реализации. ОБУЧЕНИЕ ДОЛЖНО БЫТЬ ПОСИЛЬНЫМ !

Компетенции: q Инструментальные (способность к анализу и синтезу; способность к организации и планированию; базовые общие знания и базовые знания по профессии; элементарные компьютерные навыки; навыки управления информацией – способность извлекать и анализировать информацию из разных источников; способность решать проблемы и принимать решения. q Межличностные q Системные -способность к обучению, применению знаний на практике, генерация новых идей, ответственность за качество

Изменение содержания технического инструментария q Лекции–прямая передача информации трансформируется в организацию самостоятельной работы с целью формирования инструментальных компетенций: способность правильно понимать методы и приемы дисциплины, понимать результаты экспериментов. q Семинарские и практические занятия – инструмент формирования компетенций: задания, выполняемые студентом индивидуально при консультативной помощи преподавателя. q Лабораторные работы – обоснование режимов и обсуждение результатов в контексте теории

Качество образования q Качество подготовки - уровень сформированности устойчивых навыков выполнения совокупных мыслительных операций на материале конкретного задания Психологические основы – мыслительные операции, которые реализуются в учебных заданиях различных типов q ЗНАНИЯ МЕТОД

Знания и образование q ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ – трансформируют информацию в знания – совершается в сознании человека присущим ему от природы способом внутреннего переживания и переосмысления q ПРЕВРАЩЕНИИЕ ЗНАНИЙ В ОБРАЗОВАНИЕ q ВОЗМОЖНОСТИ ПЕРЕРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ – прием, анализ, синтез, свертку в новые понятия-образы и ассоциирование при выдаче результатов в социальной среде

Этапы восприятия информации 1. ЧУВСТВЕННЫЙ ЭТАП – зрение, слух, осязание, обоняние, вкус есть 5 основных сенсорных каналов 2. ФОРМИРОВАНИЕ МЫСЛЕОБРАЗОВ – аналоги воспринятого, голографические модели реальности. Правое полушарие –чувственная модель (вкус, цвет, запах). Левое полушарие – рассудочная модель (размеры, вес, скорость). 3. ЛОГИЧЕСКИЙ ЭТАП – сравнение мыслеобраза с имеющимся опытом человека, поиск возможностей уменьшения неопределенности путем упрощения 4. ЛИНГВИСТИЧЕСКИЙ ЭТАП – через голографический аналог происходит узнавание объекта или явления.

Образовательные технологии ЧЕМУ УЧИТЬ? Системный подход – от общего к частному КАК УЧИТЬ? Режим диалога КОНТРОЛЬ УМЕНИЙ Объективный тестовый

Гидромеханика – базовый курс: Чему учить? Существующая практика: Гидромеханика – упрощенный вариант механики сплошной среды, математическая дисциплина. Уравнения Эйлера в общем случае. Интегрирование для одномерного движения. Базовые понятия: сплошная среда, несжимаемая жидкость, система избыточных давлений, пьезометрическая поверхность, тело давления, напор, гидравлический уклон…… В Информ. Гидро: Гидромеханика – механика жидкости, часть физики. Законы сохранения – основа основ. Базовые понятия: сила, работа, энергия, напряжение, уравнения равновесия. Теорема Вариньона, принцип Даламбера. Потери энергии – работа силы трения и силы инерции. Физическая природа сил………

Цели и задачи Сформировать у студентов системное мышление при анализе и решении гидродинамических задач q Объективно измерить и оценить знания и получить гарантированный результат обучения q Построить обучение таким образом, чтобы оно приносило студенту радость как от процесса, так и от результата q

Интеллектуальные функции учителя (реализация в Информ. Гидро) Выдать задание (поставить задачу) – используется генератор случайных чисел) q Сформулировать методические указания по её решению – озвучить методику решения или назвать методическую литературу – ссылка на конкретный справочный файл q Обеспечить обратную связь – текущую оценку действий ученика, ответы на вопросы – интерактивная обратная связь q Оценить степень достижения конечной цели – проверить решение и вывести итоговую оценку – в интерактивном диалоге q Учесть проделанную работу – поставить оценку в журнале или ведомости – оперативная база данных с возможностью мониторинга q

Решение задач (обучающая программа) Результаты имеют накопительный характер. Тренинг можно Выставляется оценка (в баллах) списка. Исходные данные задает Производится выбор задачи из в зависимости от числа Предлагается методика решения задачи в справочном файле проводить до к справочному файлу обращений получения максимального числа баллов по каждой генератор случайных чисел задаче

Обучаюшая программа q Состоит из тестов. За ответ выставляется оценка. q При неправильном ответе студент отправляется к справочному файлу. После каждого обpащения к спpавочному файлу оценка снижается на один балл. q В случае тpех неправильных ответов студент пpинудительно удаляется из пpогpаммы. q Результат направляется в базу данных

Справочные системы - идеология Бакалаврская программа – начало, базис высшего профессионального образования q Теоретическую подготовку необходимо давать частями, то есть наращивать её на основе базовой программы для бакалавра при циклическом возвращении профессионала к обучению q Программа по естественно-научной дисциплине учит студента пониманию и качественному объяснению явлений и процессов окружающего мира, а не сложным расчетам и выводам q Обучение от сложного к простому мало эффективно и не может привести к цели q

Справочные системы q Подготовлены при использовании современной утилиты HTML Help Workshop, которая позволяет компилировать исходные файлы в формате HTML в файл проекта справочной системы, обеспечивает поддержку оглавления, предметного указателя и ссылок на другие разделы. q Созданы всплывающие окна с контекстными подсказками и определениями. q Имеется возможность вызвать из справочного файла обучающую программу, просмотреть видеоклип и проиграть звуковой файл.

Входной контроль q Имеет место при входе в программу лабораторной работы. q Тестовая форма. Варианты ответов меняются местами случайным образом. q При выборе ответа студент обращается к справочному файлу. q Для допуска необходимо правильно ответить не менее, чем на 70% вопросов.

Лабораторный стенд – Измерение и вычисление гидростатического давления

Лабораторный стенд – Исследование режимов движения жидкостей

Лабораторный стенд – Демонстрация уравнения Бернулли

Лабораторный стенд – Определение коэффициента гидравлического трения

Лабораторный стенд – Истечение жидкости через отверстия и насадки Лабораторный стенд Истечение жидкости через отверстия и насадки

Лабораторный стенд – Снятие характеристики центробежного насоса

Отчет по лабораторной работе Студент вставляет в ячейки таблицы расчетные формулы, строит, форматирует и анализирует графики Отчет автоматически направляется в базу данных

Компьютерный эксперимент– это: q Возможность моделирования физического процесса в широком диапазоне значений исходных параметров. q Независимость от типоразмера и вида приборов, измеряющих параметры процесса. o Выполнение лабораторной работы в индивидуальном режиме. o Современные эксперимента. q Простота приобретения компьютерного оборудования способы обработки результатов

Текущий контроль Уровни усвоения знаний Распознавание q Ученическое применение q q Механическое воспроизведение q Алгоритмическое применение Фрагментарное понимание q Эвристическое применение q q Целостное понимание Журнал «Открытое образование» , № 2 - 2003

Текущий контроль q Выявляет наличие системы знаний по теме. q Ответы представляются в виде словесных утверждений, графиков, уравнений. Для правильного ответа необходимо применить физический закон, известный принцип или соотношение и составить в уме логическую цепочку. q Одним из тестовых заданий является задача. Исходные данные задает генератор случайных чисел. Решение нужно получить в виде числа с заданной точностью. Выбор задачи производится из множества вариантов. q Выявляет наличие не только знаний, но и умений.

Итоговый контроль q Итоговый тест – это критериально-ориентированный тест, соотносящийся с уровнями усвоения знаний. q Представлено большое заданий различных типов. q Итоговый контроль должен быть безусловно очным при любой форме получения образования. q Задания для итогового контроля являются узнаваемыми для студента. Их форма и содержание в известной мере повторяются в заданиях текущего контроля и самоконтроля. количество тестовых

База данных q Выполнена в Access. В базу данных стекаются сведения о студентах при их первой регистрации, результаты выполнения лабораторных работ, текущего и итогового контроля, сведения о работе с обучающими программами. q Разработаны запросы к базе данных из программ в среде “Visual Basic” с использованием технологии ADO q Из базы данных можно вызвать отчет по лабораторной работе для его просмотра или доработки

Демонстрационный эксперимент q Разработан способ проведения гидравлического эксперимента на лекции и нанесения опытных точек на теоретические кривые в режиме реального времени. q По этой технологии можно “оживить” любую теоретическую формулу, которая описывает реальный физический процесс. Экспериментальные точки получены в режиме реального времени

Информ. Гидро: ПРЕИМУЩЕСТВА q РЕФЛЕКСИЯ Динамика. Свойства и виртуальные состояния объекта изучения изменяются в зависимости от действий студента. При этом он включает анализ собственных действий, мыслей и предположений, то есть рефлексию. q ВИРТУАЛЬНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ Понимание, почему данный физический процесс происходит так, а не иначе и описывается такими экспериментальными результатами. Анализ и систематизация знаний.

Информ. Гидро: ПРЕИМУЩЕСТВА q ДЕМОНСТРАЦИОННЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ Проведение эксперимента на лекциях. Возможность “оживить” любую теоретическую формулу, которая описывает реальный физический процесс. q КОНТРОЛЬ Корреляция обучения и контроля. Использование для контроля тестовых заданий с функциональным элементом. Контролирование умений в процессе выполнения элементов лабораторной работы на экзамене делает излишним идентификацию личности учащегося при дистанционном выполнении этой работы.

Информ. Гидро: МОТИВАЦИЯ Внешняя мотивация Необходимость сдавать итоговый экзамен по дисциплине в виде объективного компьютерного тестирования. q Начальный «толчок» Обучающая программа ставит студента в жесткие рамки: чтобы получить результат, нужно разобраться в проблеме с помощью справочного файла и разрешить эту проблему. В противном случае работа за компьютером просто бессмысленна. q Внутренняя мотивация Приобретенные знания и умения, это не «информационные консервы» , пригодные только для сдачи экзамена, а определенная методология познания Мира, с помощью которой он будет чувствовать себя комфортно и уверенно в жизни. q

Виртуальная образовательная среда: Объединяет инновационную и информационную технологии обучения q Возможность распространения одновременно контента и методики преподавания лучших педагогов q Возможность кардинального повышения качества образования не эволюционным (снизу), а революционным путем (сверху) q

Сертификация q Получено Свидетельство о присвоении электронному учебноиу изданию «Комплект программ по курсу гидростатики» рекомендательного грифа Минобразования России «Рекомендовано для использования в учебном процессе в качестве электронного учебного пособия» q Получен Диплом об участии во Всероссийском конкурсе «Лидер образования 2002» и Грант от фирмы «Формоза»

Сертификация Компьютерные лабораторные работы, входящие в электронное учебное пособие «Инфори. Гидро» , удостоены серебряной медали на Московском Международном салоне инноваций и инвестиций в 2003 году

Сертификация q Получено Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ «Виртуальный преподаватель Информ. Гидро 2003» q Получен гриф Учебнометодического объединения вузов Российской федерации по нефтегазовому образованию

Сертификация Оценка электронного учебного пособия ФГУ ГНИИ ИТТ «Информика» по результатам выступления автора на общероссийском семинаре «Интернетпорталы: содержание и технологии»

Статья Виртуальный преподаватель "ИНФОРМГИДРО" Educational Technology & Society 8(2) 2005 ISSN 1436 -4522 pp. 298 -312 http: //ifets. ieee. org/russian/depository/v 8_i 2/html/8. html Сайт http: //www. gubkin. ru/personal_sites/raykinaln/