WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 11 | 12 || 14 | 15 |

Нами разработана архитектура модульной информационно-измерительной системы (рис. 25) для учебной лаборатории электричества, центральным звеном которой является измерительный блок напряжения, силы тока и временных параметров стандартизованных электрических сигналов на основе однокристальной микро-ЭВМ типа 89С52, который подключается к любой управляющей ЭВМ, снабженной каналом последовательного ввода-вывода. Он включает также программно управляемый узел генерации напряжения. Таким образом, разработанный модуль заменяет цифровые вольтметр, миллиамперметр и частотомер, а также генератор сигналов сложной формы. Для реализации конкретной лабораторной работы каждая лабораторная установка снабжается датчиками измеряемых физических величин, которые вырабатывают стандартизованные электрические сигналы. Такая архитектура системы позволяет с относительно небольшими затратами реализовать цикловое построение практикума, эффективно.применять средства вычислительной техники как для получения экспериментальных данных, так и для их последующей обработки.

Основным звеном подавляющего большинства современных информационно-измерительных систем является цифровая электронная вычислительная машина (ЦЭВМ).

АЦП ЦЭВМ ЦАП Рис. Основная особенность ЦЭВМ заключается в том, что она оперирует данными, представленными в виде двоичных чисел, т.е. в виде комбинации логических нулей и единиц. Чаще всего на физическом уровне логическому нулю соответствует низкий уровень напряжения (от 0 В до 0,4 В), а логической единице — высокий (от 2,4 В до 5 В). В связи с этим традиционная экспериментальная установка, содержащая набор датчиков для преобразования измеряемых величин в аналоговый электрический сигнал, должна быть дополнена преобразователем аналогового электрического сигнала в цифровой двоичный код (АЦП). С другой стороны, для управления экспериментальной установкой ЦЭВМ генерирует цифровой двоичный код, который необходимо преобразовать в аналоговый электрический сигнал. Для этого предназначен цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП). Не менее важной частью системы является прикладное программное обеспечение, которое реализует конкретные алгоритмы измерения и обработки информации.

установка Экспериментальная Измерительная приставка (рис. 26) разработана на основе однокристальной ЭВМ типа КР1816ВЕ51.

ЦАП ОЭВМ UВЫХ.ВЕУВХUВЫХ.УВХПУ К1 UВХ.К2 UВХ.RS232C Рис. Преобразователь уровней ПУ служит для согласования логических уровней ТТЛ с параметрами сигналов последовательного интерфейса по стандарту RS232C, позволяет обмениваться данными и командами между измерительной приставкой и персональной ЭВМ со скоростью до 9600 бод. 12тиразрядный цифро-аналоговый преобразователь ЦАП типа 594ПА1 выполняет несколько функций. Во-первых, с его помощью генерируются программно управляемые выходные аналоговые сигналы UВЫХ.1 и UВЫХ.2, для буферизации которых используются устройства выборки-хранения типа КР1100СК2.

Таким образом, мы получаем возможность генерировать управляющие аналоговые сигналы сложной формы по двум независимым каналам в диапазоне от –10 В до +10В с разрешением в 12 двоичных разрядов. Помимо этого, приставка имеет два входных и два выходных сигнала в уровнях ТТЛ для релейного управления лабораторной установкой и опроса релейных датчиков.

Программное обеспечение измерительной приставки разработано с использованием эмулятора ЕМ51 и заносится в постоянное запоминающее устройство ОЭВМ. Персональная ЭВМ управляет работой измерительной приставки в фоновом режиме, что позволяет управлять лабораторной установкой и автоматизировать процесс измерения.

4.4. Компьютеризация раздела классической электродинамики На современном этапе развития общества в различных отраслях народного хозяйства основным предметом труда становится информация. Это нашло отражение в появлении понятий «национальные информационные ресурсы», «новые информационные технологии» и др.

Основным инструментом переработки, хранения, передачи информации является ЭВМ.

Информатизация современного общества определяет основной компонент социального заказа: обучить всех членов общества новым информационным технологиям. Его педагогическая интерпретация формулируется как необходимость овладения всеми школьниками компьютерной грамотой.

Стандартными требованиями при приеме на работу в развитых странах сегодня являются знание английского языка, наличие водительских прав и умение обращаться с компьютером (ЭВМ). Обращаться с электронной техникой учат в школе, вузе.

Термин «компьютеризация обучения» трактуется с различных позиций. В широком смысле — это современная тенденция развития дидактики и конкретных методик преподавания.

В это понятие включается совокупность разрабатываемых теоретических концепций и технологий компьютерного обучения, проектирования обучающих программ. В узком смысле термин «компьютеризация обучения» понимается как «компьютерное обучение» (КО), т.е. такая система обучения, одним из средств которой является компьютер (ЭВМ).

Основная цель КО — обеспечить формирование компьютерной грамотности учащихся. Под компьютерной грамотностью понимают знания и умения, необходимые каждому в условиях информатизации общества.

Существуют неофициальные мировые стандарты, разделяющие людей, умеющих работать с компьютером, на категории:

1) пользователь (user);

2) продвинутый пользователь (advanced user);

3) программист (programmer);

4) системный администратор (system administrator, net manager).

Для массовой общеобразовательной школы реально достижимы три уровня компьютерной грамотности учащихся:

1) понимание роли и места алгоритмов в решении учебных задач, в практической деятельности человека, т.е. формирование алгоритмического мышления;

2) овладение умениями общения с персональной ЭВМ (умениями вводить данные, пользоваться дисплеем, пультом и т.д.);

3) овладение умением использовать на ЭВМ готовые учебные программы (инструкции, решение конкретных задач, вычисления и т.д.).

Умение использовать вычислительную технику в обучении становится одним из профессиональных качеств учителя. Если рассматривать процесс компьютеризации обучения как одну из современных тенденций методики преподавания школьных предметов, то владение методологией, принципами и методикой компьютерного обучения является инвариантным требованием квалификационной характеристики каждого учителя (а не только преподавателя школьного учебного предмета «Информатика и вычислительная техника»).

Понятие «компьютерное обучение» включает в себя совокупность педагогических методов по применению в качестве средств обучения компьютеров и другой электронной техники для передачи и обработки учебной информации. Кроме того, его можно понимать как деятельность по обучению школьников правильному использованию информационных массивов данных, их обработке и анализу посредством ЭВМ. Тем самым четко выделяются два направления, связанные с представлением компьютерной техники как средства и как цели обучающей деятельности учителя и учебной — ученика (рис. 27).

Цели компьютеризации обучения Обучающая деятельность Учебная деятельность (учителя) (ученика) Компьютер как средство, Компьютер Компьютер как средство повышающее эффектив- как объект учебной деятельности учащихся по учебным дисциплинам ность обучения изучения Всеобщая компьютерная грамотность, культура Рис. Компьютеризация обучения оказывает значительное влияние на все компоненты современной образовательной системы: цели, задачи, содержание, методы, технологию. Школа должна готовить учащихся к осознанию того, что их будущие профессии так или иначе будут связаны с разработкой, производством и использованием сложной компьютерной техники в ежедневной деятельности и быту. Они должны получить навыки общения с современным персональным компьютером, уметь эффективно его использовать, а также представлять себе область и границы его возможностей. Формирование у школьников компьютерной осведомленности и грамотности, компьютерной культуры является общей целью КО.

Существуют две основные области применения компьютеров в обучающей деятельности (рис. 28). Первая из них связана с традиционным обучением, подкрепленным компьютером.

Области применения компьютера в обучающей деятельности Компьютер как средство обучающей деятельности преподавателя Обучение, реализуемое с Компьютерная поддержка помощью компьютера традиционного обучения Повышение эффективности обучения студентов Рис. Иногда это называют компьютерной поддержкой традиционного обучения. При этом соответствующим образом запрограммированный компьютер применяется для решения разных дидактических задач: 1) предъявление информации в разных формах (вербальной, наглядной, экспериментальной); 2) формирование у учащихся общеучебных и специальных знаний и умений по конкретным предметам; 3) контроль, оценка и коррекция результатов обучения; 4) организация индивидуального и группового обучения; 5) управление процессом обучения.

Вторая область охватывает обучение, реализуемое с помощью компьютера. В этом случае компьютер выполняет функции банка педагогической информации: собирает, сохраняет в своей памяти и предоставляет в распоряжение учителя разнообразные данные об учащихся (об их учебных успехах, интересах, чертах характера, о состоянии их здоровья, социальном статусе среди ровесников и окружающих и т.п.). Для учителя важны также те возможности, которые дает использование электронных средств управления базами данных для анализа и моделирования (творческого конструирования) процессов обучения, долговременного отслеживания и проверки педагогических гипотез. Все глобальные характеристики статистических оценок эффективности системы образования обрабатываются в развитых странах исключительно при помощи специально составленных программных пакетов.

Общая цель применения компьютера в обучающей деятельности учителя — радикальное повышение эффективности обучения учащихся с новым алгоритмическим типом мышления.

В настоящее время существует достаточно много компьютерных программ, разработанных для совершенствования учебного процесса. В программе присутствуют сведения: 1) чему надо учить; 2) что должен делать ученик для усвоения выделенного содержания; 3) что должен делать учитель для организации деятельности учеников по усвоению материала и получения требуемого качества знаний.

Все компьютерные программы классифицируют по их назначению (рис. 29).

Классификация компьютерных программ КИ АСО СС Компьютерные ПОС обучающие КП программы ТР ЛП Рис. 1. Автоматизированные системы обучения (или компьютерные учебники) — АСО (или АОС). Это программный пакет, обеспечивающий возможность самостоятельно освоить учебный курс или его раздел. Он соединяет в себе свойства обычного учебника, справочника, задачника, лабораторного практикума и эксперта усвоенной информации. При этом АСО имеет ряд преимуществ по сравнению с указанными видами учебных пособий: а) обеспечивает оптимальную для каждого конкретного пользователя последовательность, скорость восприятия предлагаемого материала, возможность самостоятельной организации изучения теории, разбора примеров, методов решения типовых задач, отработки навыков решения типовых задач; б) обеспечивает возможность самоконтроля качества приобретенных знаний и навыков; в) прививает навыки аналитической и исследовательской деятельности; г) экономит время обучаемого, необходимое для изучения курса.

Здесь следует пояснить употребляемую терминологию.

Когда говорят об автоматизации процесса обучения, то понимают это по-разному и достаточно широко. Многие имеют в виду чуть ли не автоматизированную систему управления уроком и вообще учебным процессом. Но это — дело будущего, а пока можно рассматривать следующие фрагменты такой автоматизации:

1) передача определенной учебной работы, учебной деятельности ЭВМ. Работа с микрокалькулятором (инженерным, программируемым), с персональной машиной; 2) с появлением ЭВМ процесс автоматизации учебного процесса усиливается, потому что машине передается не только Счет, но и решение логических задач. Объем задач, которые берет на себя электроника, уже значительно больше. Более того, машина помогает ученику не только в решении задач, но и в изучении многих явлений, информации о них. Дисплей помогает ученику наглядно представить ту информацию, которую он изучает.

Некоторые процессы и явления экран ЭВМ позволяет проследить в динамике — это принципиально новый элемент в учебном процессе. Машина дает возможность ученику активно вмешиваться в происходящее, представить явление в зависимости от тех вводных условий, которые он задает машине. Машина может спрашивать ученика, а он, работая за пультом, дает ей ответы. Идет активное общение (диалог) с машиной благодаря АСО, ПОС и другим программам.

2. Предметно-ориентированные среды (микромиры) — ПОС. Это учебный пакет программ, позволяющий оперировать с объектами определенного класса. Среда реализует отношения между объектами, операции над объектами и отношениями, обеспечивает наглядное представление объектов и их свойств.

Ученик оперирует объектами среды, руководствуясь методическими указаниями в целях достижения поставленной дидактической задачи либо производит исследование, цели и задачи которого поставлены учеником самостоятельно.

3. Лабораторные практикумы — ЛП. Программы этого типа предназначены для проведения наблюдений, для их численного и графического представления и для исследования различных объектов на практике. В программе обычно определяются цели эксперимента, описываются его средства и методики проведения, методы обработки данных, формы отчета.

4. Тренажеры — ТР. Служат для отработки и закрепления технических навыков при решении задач, выполнения упражнений. Они обеспечивают получение информации по теории и приемам решения задач, тренировку на различных уровнях самостоятельности, контроль и самоконтроль. Как правило, тренажеры включают изучение теории, демонстрацию примеров, работу с репетитором, самостоятельную работу, самоконтроль, контроль.

5. Контролирующие программы — КП. Программные средства, предназначенные для проверки (оценки) качества знаний. КП должна предоставлять обучаемому возможность ввода ответа в форме, максимально приближенной к общепринятой, обеспечивать фиксацию результатов контроля, сбор, распечатку и статистический анализ. КП должна анализировать ответ на правильность и выдавать адекватную оценку независимо от формы и синтаксической грамотности ответа.

Pages:     | 1 |   ...   | 11 | 12 || 14 | 15 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.