statja_Kovalev

Новые методики дистанционного образования
Ковалев А.В. Ковалева А.А.
С давних времен человек стремится к познанию окружающего мира.
Каждое новое открытие, каждая крупица информации бережно передается
потомкам. С появлением письменности, стало намного легче сохранять знания,
до нас дошли письменные источники информации, классифицированные,
тысячами лет до нашей эры.
С каждым годом объем накопленной человечеством информации
увеличивался. Со временем объем накопленной информации увеличился
настолько, что усвоить весь объем знаний стало невозможно, и возникла
необходимость в разделе общего объема знаний на специализированные
дисциплины.
При дальнейшем развитии произошла специализация, не только в науке,
но и на производстве. С этого времени прогресс шел все ускоряющимися
темпами. Большой прорыв в образовании дало развитие печатного дела, книги
стали доступны людям, информация тиражировалась и распространялась. Со
временем появилась специальная учебная литература, снабженная
необходимыми иллюстрациями, позволяющими наглядно увидеть изучаемые
объекты.
Практика показывает, что при изучении изображения наглядно, человек
может перейти от заучивания информации к пониманию ее основ. В последнее
время образование стало более доступно для широких масс населения. Если
еще буквально несколько столетий назад, образование получали, только
избранные, то сейчас образование получает каждый, а уровень этого
образования определяется путем экзамена, т.е. соответственно способностям
человека.
Технологический процесс не стоял на месте, и в последнее время
появились новые методы мгновенной передачи информации на большие
расстояния с возможностью обратной связи. С появлением таких технологий
как Интернет, стал вопрос о возможности получения образования удаленно от
ВУЗа, т.е. дистанционного образования. В данный момент, желающий получить
образование, ограничен в выборе теми специальностями, которые находятся в
ВУЗах данного региона. Есть возможность переехать для обучения в другой
регион, но это связано со многими проблемами, в том числе материального
характера.
С развитием дистанционного образования у любого человека появится
возможность самому выбрать специальность, которую он хотел бы получить.
Но технология дистанционного обучения в данный момент до конца не
разработана. Возникает много проблем, связанных с обучением специалистов
удаленно, поскольку не хватает гибкого подхода к обучению, возможного при
очном общении между обучающим и обучаемым. Появляется проблема
недостатка практических навыков работы с оборудованием, которые возможно
получить только при работе с последним, или с его наглядной моделью
хорошего качества.
Основная проблема, возникающая при обучении специалиста
дистанционно – это нехватка практических познаний об изучаемом
оборудовании, поскольку учебное заведение не в состоянии обеспечить,
обучаемого дистанционно, студента, практической базой. Предлагаем
Рис. 1 Виртуальная модель кольцепрядильной машины.
использовать объемные виртуальные модели изучаемого оборудования в
качестве наглядных пособий. Данная методика позволит значительно улучшить
практическое представление об изучаемом предмете. Объемная виртуальная
модель позволяет показать внутреннюю систему любого устройства, заменив
все незначительные детали на прозрачные или убрав совсем. На рисунке
представлена кольцепрядильная машина. В ней все детали каркаса заменены на
прозрачные, прорисованы только детали, относящиеся к внутренней схеме
машины.
Однако объемная модель это исходный продукт, а не конечный результат.
Работая с координатами объектов в этой модели, мы можем изменять
графическое отображение модели в пространстве, получая изображения модели
либо деталей и узлов высокого качества с нужных нам ракурсов. Такая
методика подходит также для аудиторных занятий в аудиториях,
оборудованных проектором.
При проецировании координат в трехмерной системе на линию времени,
возможно описать перемещение объекта с течением времени, т.е. создать
динамическую
модель
объекта,
полностью
показывающую
его
функциональность. Опираясь на уравнения движения различных узлов модели,
можно с высокой точностью воссоздать динамику движения станка. При этом в
уравнение движения каждого из узлов можно ввести несколько
дополнительных параметров, позволяющих подгонять такое уравнение под
изменение динамики установки. В различных программах объемного
моделирования имеется различные системы введения дополнительной
информации для модели, наиболее часто используются скрипты. Скрипт
представляет из себя текстовый файл, в который в виде внутренних команд,
распознаваемых программой, заносится информация о частях заготовки.
Соединяя текстовую информацию с видеороликами, на которых
представлен видеоматериал по соответствующей теме, становится возможным
создать виртуальные лекции. Информации в виде виртуальных лекций намного
легче усваиваются обучаемым. Данная технология широко используется в
более развитых, чем образование отраслях. Например, при производстве
рекламы, где в тридцатисекундный ролик стараются поместить максимальное
количество информации, в максимально доступной форме.
Заложив скрипт, для динамических виртуальных моделей мы можем
добиться начальных заготовок для создания виртуальных экскурсий. В
последнее время появилось большое количество языков программирования с
возможностью работы с такими моделями напрямую или при подключении
библиотек программных элементов. Для дистанционного образования
возможно создание виртуальных экскурсий в форматах, годных для
использования в среде Интернет.
Готовая виртуальная экскурсия представляет собой программный
продукт, служащий для ознакомления с оборудованием в объемном виде.
Любая виртуальная экскурсия должна иметь возможность показывать
динамику движения модели и каждого из ее отдельных элементов, при этом
скорость движения каждого из элементов должна совпадать со скоростью
движения соответствующей детали оригинала. Управление виртуальным
оборудованием должно происходить с использованием управляющей системы
по функциональности максимально приближенной к функциональности
оригинального оборудования. Система виртуальной экскурсии должна быть
автономна, т.е. иметь свой управляющий файл, а также полный набор
библиотек и других внешних источников информации для автономной работы
без языка, в котором экскурсия была создана.
Стоимость виртуального воссоздания любой машины, не сравнима со
стоимостью оригинала. Процесс передачи даже огромного количества данных
об этой машине, будет намного удешевлен, если вместо широко используемой
в данное время сети Интернет, использовать почтовую пересылку
информационных носителей. Таким образом, при использовании динамической
виртуальной модели, сумма необходимая на обучение уменьшается на
несколько порядков.
Для обучения специалиста уже не хватит ознакомления с типовыми
машинами и станками, специалист должен изучить полный курс дисциплин, и
ознакомится со всеми возможными модификациями оборудования. Поэтому
ВУЗ должен иметь возможность предоставить материалы по любому
направлению, необходимому студенту. Найти теоретические материалы по
любому направлению, в формате печатных или электронных изданий не так
сложно, практические же материалы могут стать проблемой, поскольку ни одно
предприятие, на котором возможно практическое ознакомление с
оборудованием не имеет его в необходимом для обучения ассортименте. При
этом наилучшим выходом станет использование динамической виртуальной
модели, поскольку количество моделей в учебном заведении может быть
намного больше, она дает практическое представление об оборудовании.
В соответствии с рассмотренным, предлагаем ввести в систему
дистанционного образования виртуальные лекции как основу для получения
теоретических знаний о предмете, и виртуальные экскурсии, для обучения
студента, практическим навыкам работы с оборудованием.