ИнформГидро Электронное учебное пособие Раинкина Л. Н., доцент РГУ нефти и газа имени И. М. Губкина Москва 2009 Москва 2009 Допущено Учебно-методическим. - презентация

1 ИнформГидро Электронное учебное пособие Раинкина Л. Н., доцент РГУ нефти и газа имени И. М. Губкина Москва 2009 Москва 2009 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 «Нефтегазовое дело»

2 ИнформГидро Обучающая информационная система по гидромеханике, которая воспринимается и действует вместо преподавателя. Обучающая информационная система по гидромеханике, которая воспринимается и действует вместо преподавателя. Разработана в двух вариантах: Для работы в компьютерном классе (1). Для работы в компьютерном классе (1). Для самостоятельной работы (2). Для самостоятельной работы (2). Основа - обучающие программы, в которых изучение теоретических основ в справочном файле и контроль усвоения объединены во времени. Основа - обучающие программы, в которых изучение теоретических основ в справочном файле и контроль усвоения объединены во времени. 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. 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. Система включает также критериально-ориентированные тесты для самоконтроля, текущего и итогового контроля, и оперативную базу данных для отслеживания за ходом учебного процесса. Система включает также критериально-ориентированные тесты для самоконтроля, текущего и итогового контроля, и оперативную базу данных для отслеживания за ходом учебного процесса. Предназначена для обучения бакалавров. Предназначена для обучения бакалавров

3 ИнформГидро Может использоваться при очной и дистанционной форме обучения. Может использоваться при очной и дистанционной форме обучения. Тип ЭВМ: IBM PC, язык.: Visual Basic. Тип ЭВМ: IBM PC, язык.: Visual Basic. Оперативная система: Window's 95 и выше, NT, XP Оперативная система: Window's 95 и выше, NT, XP Программное обеспечение для самостоятельной работы (2) запускается непосредственно из текущей директории. Программное обеспечение для самостоятельной работы (2) запускается непосредственно из текущей директории. Для установки ИнформГидро 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. Для установки ИнформГидро 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

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

5 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 !

6 Компетенции: 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. Межличностные Системные - способность к обучению, применению знаний на практике, генерация новых идей, ответственность за качество

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

8 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 Качество образования ЗНАНИЯ МЕТОД

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

10 1.ЧУВСТВЕННЫЙ ЭТАП – зрение, слух, осязание, обоняние, вкус есть 5 основных сенсорных каналов Этапы восприятия информации 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.

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

12 Гидромеханика – базовый курс: Чему учить? 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 ИнформГидро: 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……… Существующая практика:

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

14

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

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

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

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

19 Справочные системы 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. 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. Созданы всплывающие окна с контекстными подсказками и определениями. Созданы всплывающие окна с контекстными подсказками и определениями. Имеется возможность вызвать из справочного файла обучающую программу, просмотреть видеоклип и проиграть звуковой файл. Имеется возможность вызвать из справочного файла обучающую программу, просмотреть видеоклип и проиграть звуковой файл.

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

21 Лабораторный стенд – Измерение и вычисление гидростатического давления Измерение и вычисление гидростатического давления

22 Лабораторный стенд – Исследование режимов движения жидкостей Исследование режимов движения жидкостей

23 Лабораторный стенд – Демонстрация уравнения Бернулли Демонстрация уравнения Бернулли

24 Лабораторный стенд – Определение коэффициента гидравлического трения Определение коэффициента гидравлического трения

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

26 Лабораторный стенд – Снятие характеристики центробежного насоса Снятие характеристики центробежного насоса

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

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

29 Текущий контроль Уровни усвоения знаний Журнал «Открытое образование», Целостное понимание Распознавание Ученическое применение Механическое воспроизведение Алгоритмическое применение Фрагментарное понимание Эвристическое применение

30 Текущий контроль Выявляет наличие системы знаний по теме. Выявляет наличие системы знаний по теме. 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. 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. 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. 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. Выявляет наличие не только знаний, но и умений. Выявляет наличие не только знаний, но и умений.

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

32 База данных 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. 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. Разработаны запросы к базе данных из программ в среде Visual Basic с использованием технологии ADO Разработаны запросы к базе данных из программ в среде Visual Basic с использованием технологии ADO Из базы данных можно вызвать отчет по лабораторной работе для его просмотра или доработки Из базы данных можно вызвать отчет по лабораторной работе для его просмотра или доработки

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

34 ИнформГидро: ИнформГидро: ПРЕИМУЩЕСТВА 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. РЕФЛЕКСИЯ ВИРТУАЛЬНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ Понимание, почему данный физический процесс происходит так, а не иначе и описывается такими экспериментальными результатами. Анализ и систематизация знаний.

35 ИнформГидро: ИнформГидро: ПРЕИМУЩЕСТВА 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. Проведение эксперимента на лекциях. Возможность оживить любую теоретическую формулу, которая описывает реальный физический процесс. ДЕМОНСТРАЦИОННЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ

36 ИнформГидро: ИнформГидро: МОТИВАЦИЯ Внешняя мотивация Необходимость сдавать итоговый экзамен по дисциплине в виде объективного компьютерного тестирования. 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. 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.

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

38 Сертификация 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» 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» Получен Диплом об участии во Всероссийском конкурсе «Лидер образования 2002» и Грант от фирмы «Формоза» Получен Диплом об участии во Всероссийском конкурсе «Лидер образования 2002» и Грант от фирмы «Формоза»

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

40 Сертификация Получено Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ «Виртуальный преподаватель ИнформГидро 2003» Получено Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ «Виртуальный преподаватель ИнформГидро 2003» Получен гриф Учебно- методического объединения вузов Российской федерации по нефтегазовому образованию Получен гриф Учебно- методического объединения вузов Российской федерации по нефтегазовому образованию

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

42 Виртуальный преподаватель "ИНФОРМГИДРО" Educational Technology & Society 8(2) 2005 ISSN pp