ИнформГидро

1. ИнформГидро 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

2. 2. ИнформГидро 1. • Обучающая информационная система по гидромеханике, которая воспринимается и действует вместо преподавателя. • Разработана в двух вариантах: • Для работы в компьютерном классе (1). • Для самостоятельной работы (2). • 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. • 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.

3. 2. ИнформГидро 1. • Может использоваться при очной и дистанционной форме обучения. • Тип ЭВМ: IBM PC, язык.: Visual Basic. • Оперативная система: Window's 95 и выше, NT, XP • 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.

4. Тенденции развития ВШ(требования к Обучающим Системам) • Знания производятся в прикладном аспекте • Знание становится междисциплинарным • Исходная целеполагающая установка - обязательное использование знаний • 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 образования • 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 ЗНАНИЯ  МЕТОД

9. Знания и образование • 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

10. Этапы восприятия информации • 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). • 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? КАК УЧИТЬ? Системный подход – от общего к частному Режим диалога КОНТРОЛЬ УМЕНИЙ Объективный тестовый

12. 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 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………

13. 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 Цели и задачи

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

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

17. Обучаюшая программа • Состоитиз тестов. За ответ выставляется оценка. • При неправильномответе студент отправляется к справочному файлу.После каждого обpащения к спpавочному файлу оценка снижается на один балл. • Вслучае тpехнеправильных ответовстудент пpинудительно удаляется изпpогpаммы. • 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. • Созданы всплывающие окна с контекстными подсказками и определениями. • Имеется возможность вызвать из справочного файла обучающую программу, просмотреть видеоклип и проиграть звуковой файл.

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

21. Лабораторный стенд – Измерение и вычисление гидростатического давления

22. Лабораторный стенд – Исследование режимов движения жидкостей

23. Лабораторный стенд – Демонстрация уравнения Бернулли

24. Лабораторный стенд – Определение коэффициента гидравлического трения

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

26. Лабораторный стенд – Снятие характеристики центробежного насоса

27. 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. • Независимость от типоразмера и вида приборов, измеряющих параметры процесса. • Выполнение лабораторной работы в индивидуальном режиме. • Современные способы обработки результатов эксперимента. • Простотаприобретения компьютерного оборудования

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

30. Текущий контроль • 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. • 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.

31. Итоговый контроль • Итоговый тест – это критериально-ориентированный тест, соотносящийся с уровнями усвоения знаний. • Представленобольшое количество тестовых заданий различных типов. • Итоговый контрольдолжен быть безусловно очным при любой форме получения образования. • Задания для итогового контроляявляются 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. • 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

33. Демонстрационный эксперимент • 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. Экспериментальные точки получены в режиме реального времени

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

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

36. 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: • Объединяет инновационную и информационную технологии обучения • Возможность распространения одновременно контента и методики преподавания лучших педагогов • 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» • 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» • 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. Статья Виртуальный преподаватель "ИНФОРМГИДРО" Educational Technology & Society 8(2) 2005ISSN 1436-4522pp. 298-312 http://ifets.ieee.org/russian/depository/v8_i2/html/8.html Сайт http://www.gubkin.ru/personal_sites/raykinaln/