Проектирование виртуальных лабораторий и симуляторов по дисциплине «Информатика» для студентов колледжа (Пензенский государственный технологический университет)
|
ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1 МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ВИРТУАЛЬНЫХ ЛАБОРАТОРИЙ И СИМУЛЯТОРОВ В ОБУЧЕНИИ ЦИФРОВОЙ ДИДАКТИКЕ 5
1.1 Понятие и назначение виртуальных лабораторий и симуляторов в обучении 5
1.2 Особенности разработки, применения и внедрения виртуальных лабораторий и симуляторов в практику образовательной деятельности 11
1.3 Функциональные возможности виртуальных лабораторий и симуляторов в обучении информатике 20
ГЛАВА 2 ОСОБЕННОСТИ РАЗРАБОТКИ И ВНЕДРЕНИЯ ВИРТУАЛЬНЫХ ЛАБОРАТОРИЙ ПРИ ОСВОЕНИИ ИНФОРМАТИКИ В КОЛЛЕДЖЕ 29
2.1 Место и роль дисциплины «Информатика» в структуре основной образовательной программы 29
2.2 Особенности использования виртуальной игровой платформы CodeCombat в курсе «Информатика» 34
2.3 Основные подходы к применению игрового симулятора в учебном процессе 40
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 50
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 52
ГЛАВА 1 МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ВИРТУАЛЬНЫХ ЛАБОРАТОРИЙ И СИМУЛЯТОРОВ В ОБУЧЕНИИ ЦИФРОВОЙ ДИДАКТИКЕ 5
1.1 Понятие и назначение виртуальных лабораторий и симуляторов в обучении 5
1.2 Особенности разработки, применения и внедрения виртуальных лабораторий и симуляторов в практику образовательной деятельности 11
1.3 Функциональные возможности виртуальных лабораторий и симуляторов в обучении информатике 20
ГЛАВА 2 ОСОБЕННОСТИ РАЗРАБОТКИ И ВНЕДРЕНИЯ ВИРТУАЛЬНЫХ ЛАБОРАТОРИЙ ПРИ ОСВОЕНИИ ИНФОРМАТИКИ В КОЛЛЕДЖЕ 29
2.1 Место и роль дисциплины «Информатика» в структуре основной образовательной программы 29
2.2 Особенности использования виртуальной игровой платформы CodeCombat в курсе «Информатика» 34
2.3 Основные подходы к применению игрового симулятора в учебном процессе 40
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 50
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 52
Одним из важных направлений развития информатизации образования являются современные информационные технологии. Интерактивность, интен-сификация процесса обучения, обратная связь – заметные преимущества этих технологий, которые обусловили необходимость их применения в разных об-ластях человеческой деятельности, прежде всего в тех, которые связаны с обра-зованием и профессиональной подготовкой.
В настоящее время в России уделяется огромное внимание разработке и использованию в учебном процессе электронных образовательных ресурсов (ЭОР). Педагогам предоставляется широкий выбор обучающих программ, электронных энциклопедий и справочников и т.п. Всё большее внимание при их разработке уделяется мультимедиа, которое в значительной степени способ-ствует повышению наглядности ресурсов и эффективности их использования в учебном процессе. Примером использования таких ресурсов в учебном про-цессе могут служить виртуальные лаборатории, позволяющие моделировать объекты и процессы окружающего мира, а также организовывать компьютер-ный доступ к реальному лабораторному оборудованию. Их использование особенно актуально при преподавании как гуманитарных, так и точных таких дисциплин.
Использование виртуальных лабораторий в учебном процессе позволяет с одной стороны предоставить возможность обучающемуся провести экспери-менты с оборудованием и материалом, отсутствующим в реальной лаборато-рии, получить практические навыки проведения экспериментов, ознакомиться детально с компьютерной моделью уникального дорогостоящего объекта, не опасаясь за возможные последствия. С другой стороны, подключение имеюще-гося лабораторного оборудования и приборов к компьютеру в рамках вирту-альной лаборатории позволяет перевести традиционную физическую или хи-мическую лабораторию на новый уровень технологий, соответствующий сего-дняшнему уровню развития науки и техники.
Целью написания ВКР является разработка виртуальных лабораторий и симуляторов в средних образовательных учреждениях по дисциплине «Ин-форматика».
Основные задачи:
1. Изучить психолого-педагогическую литературу по организации учеб-ного процесса с использованием виртуальных лабораторий и симуляторов;
2. Провести разработку виртуальных лабораторий и симуляторов по дисциплине «Информатика» для студентов колледжа;
3. Подготовить методические рекомендации по применению виртуальных лабораторий по дисциплине «Информатика» для студентов колледжа.
Объектом исследования являются виртуальные лаборатории и симулято-ры для студентов средних образовательных организаций.
Предметом исследования является разработка и использование вирту-альных лабораторий и симуляторов в учебном процессе студентов СПО.
Теоретические положения, рассмотренные в выпускной квалификацион-ной работе, базируются на работах в области педагогики, информационных технологий, методики обучения информационных дисциплин. Необходимо за-метить, что вопросам повышения качества образования посвящено немало ра-бот как отечественных, так и зарубежных авторов в области педагогики, кото-рые акцентируют внимание на применение новых информационных технологий в образовании, однако практически отсутствуют исследования связанные с по-иском взаимосвязи качества образовательного процесса с объёмом инвестиций в совершенствование материально-технической базы СПО путём организации специализированных виртуальных лабораторий и стимуляторов.
Выпускная квалификационная работа состоит из введения, двух глав, заключения, литературы.
В настоящее время в России уделяется огромное внимание разработке и использованию в учебном процессе электронных образовательных ресурсов (ЭОР). Педагогам предоставляется широкий выбор обучающих программ, электронных энциклопедий и справочников и т.п. Всё большее внимание при их разработке уделяется мультимедиа, которое в значительной степени способ-ствует повышению наглядности ресурсов и эффективности их использования в учебном процессе. Примером использования таких ресурсов в учебном про-цессе могут служить виртуальные лаборатории, позволяющие моделировать объекты и процессы окружающего мира, а также организовывать компьютер-ный доступ к реальному лабораторному оборудованию. Их использование особенно актуально при преподавании как гуманитарных, так и точных таких дисциплин.
Использование виртуальных лабораторий в учебном процессе позволяет с одной стороны предоставить возможность обучающемуся провести экспери-менты с оборудованием и материалом, отсутствующим в реальной лаборато-рии, получить практические навыки проведения экспериментов, ознакомиться детально с компьютерной моделью уникального дорогостоящего объекта, не опасаясь за возможные последствия. С другой стороны, подключение имеюще-гося лабораторного оборудования и приборов к компьютеру в рамках вирту-альной лаборатории позволяет перевести традиционную физическую или хи-мическую лабораторию на новый уровень технологий, соответствующий сего-дняшнему уровню развития науки и техники.
Целью написания ВКР является разработка виртуальных лабораторий и симуляторов в средних образовательных учреждениях по дисциплине «Ин-форматика».
Основные задачи:
1. Изучить психолого-педагогическую литературу по организации учеб-ного процесса с использованием виртуальных лабораторий и симуляторов;
2. Провести разработку виртуальных лабораторий и симуляторов по дисциплине «Информатика» для студентов колледжа;
3. Подготовить методические рекомендации по применению виртуальных лабораторий по дисциплине «Информатика» для студентов колледжа.
Объектом исследования являются виртуальные лаборатории и симулято-ры для студентов средних образовательных организаций.
Предметом исследования является разработка и использование вирту-альных лабораторий и симуляторов в учебном процессе студентов СПО.
Теоретические положения, рассмотренные в выпускной квалификацион-ной работе, базируются на работах в области педагогики, информационных технологий, методики обучения информационных дисциплин. Необходимо за-метить, что вопросам повышения качества образования посвящено немало ра-бот как отечественных, так и зарубежных авторов в области педагогики, кото-рые акцентируют внимание на применение новых информационных технологий в образовании, однако практически отсутствуют исследования связанные с по-иском взаимосвязи качества образовательного процесса с объёмом инвестиций в совершенствование материально-технической базы СПО путём организации специализированных виртуальных лабораторий и стимуляторов.
Выпускная квалификационная работа состоит из введения, двух глав, заключения, литературы.
Проведение занятий с использованием ПО вооружает учащихся рядом навыков, которые жизненно важны в современном мире, управляемом технологиями. Вот ключевые из них:
1. Вычислительное мышление: подход к проблемам систематическим, логическим и алгоритмическим образом, чтобы разбить сложные проблемы на более мелкие, управляемые компоненты. Эти навыки применимы во всех дисциплинах, улучшая критическое мышление и способность решать проблемы.
2. Сотрудничество: Навыки сотрудничества и общения оттачиваются по мере того, как студенты учатся эффективно работать вместе, обмениваться идеями и делегировать задачи. Совместная работа не только улучшает понимание принципов информатики, но и развивает навыки командной работы и межличностного общения, которые ценны в любой карьере.
3. Творчество и инновации: Перед студентами стоит задача исследовать новые подходы к своим проблемам и работать над разработкой уникальных решений. Сочетая вычислительное мышление с творческим решением проблем, студенты учатся внедрять инновации и воплощать свои идеи в жизнь.
4. Этичное и ответственное использование технологий: стимулирует дискуссии на такие темы, как конфиденциальность, безопасность и влияние технологий на отдельных людей и общество. Студенты учатся ориентироваться в этих сложных вопросах, принимая обоснованные решения и понимая этические последствия своих действий.
5. Карьерная готовность: помогает студентам изучить свои интересы и сильные стороны, направляя их к потенциальным специальностям в колледже или выбору карьеры. Понимая, что может потребоваться от программиста, или работая на его месте для решения проблем, они окажутся в среде, где смогут испытать и почувствовать, на что это может быть похоже. Это может либо усилить их интерес к информатике, либо оттолкнуть их от неё, чтобы найти что-то более подходящее для них.
CodeCombat даёт ученикам возможность применять концепции, преподаваемые на занятиях, в увлекательной и ненапряженной манере.
Программа предлагает увлекательную, весёлую платформу для учеников, чтобы изучить основы программирования как для Python, так и для JavaScript. Он вовлекает всех учеников, даже не геймеров и тех, у кого есть проблемы с пониманием концепций компьютерной науки. Это увлекательный и простой способ вовлечь учеников в изучение компьютерной науки и программирования.
Программа увлекательна для обучающихся, но при этом создаёт дополнительную сложность использования текстового кодирования, которое опирается на такие вещи, как пунктуация и отступы для правильной работы. Программа позволяет обучающимся написать код, а не перетаскивать блоки. Это помогает им понять важность синтаксиса и облегчает переход к другим аспектам кода и программирования в дальнейшем.
Программное обеспечение имеет игровой формат, который поощряет учеников использовать кодирование для решения задач программирования и продвижения своего героя вперёд в игре. Это мотивирует их продолжать преодолевать сложные проблемы. Отличный ресурс для учителя, который новичок в программировании и легко усваивается вместе с учениками. Кроме того, CodeCombat предоставляет полный пакет планов уроков. Как учителю, мне предоставляются все материалы, необходимые для проведения моего собственного урока, затем ученики могут заниматься в своём темпе онлайн с развлекательным и информативным приложением. Кодирование для учеников включает помощь для учеников и поощряет их работать друг с другом. В конце урока. Позволяет им работать в своём собственном темпе и даёт подсказки, которые помогут им пройти уровень. У учителя больше времени с отдельными учениками, и он может поощрять учеников помогать друг другу. Поэтому, CodeCombat – отличный способ вовлечь учеников в структурированную программу самостоятельного обучения информатике и программированию.
1. Вычислительное мышление: подход к проблемам систематическим, логическим и алгоритмическим образом, чтобы разбить сложные проблемы на более мелкие, управляемые компоненты. Эти навыки применимы во всех дисциплинах, улучшая критическое мышление и способность решать проблемы.
2. Сотрудничество: Навыки сотрудничества и общения оттачиваются по мере того, как студенты учатся эффективно работать вместе, обмениваться идеями и делегировать задачи. Совместная работа не только улучшает понимание принципов информатики, но и развивает навыки командной работы и межличностного общения, которые ценны в любой карьере.
3. Творчество и инновации: Перед студентами стоит задача исследовать новые подходы к своим проблемам и работать над разработкой уникальных решений. Сочетая вычислительное мышление с творческим решением проблем, студенты учатся внедрять инновации и воплощать свои идеи в жизнь.
4. Этичное и ответственное использование технологий: стимулирует дискуссии на такие темы, как конфиденциальность, безопасность и влияние технологий на отдельных людей и общество. Студенты учатся ориентироваться в этих сложных вопросах, принимая обоснованные решения и понимая этические последствия своих действий.
5. Карьерная готовность: помогает студентам изучить свои интересы и сильные стороны, направляя их к потенциальным специальностям в колледже или выбору карьеры. Понимая, что может потребоваться от программиста, или работая на его месте для решения проблем, они окажутся в среде, где смогут испытать и почувствовать, на что это может быть похоже. Это может либо усилить их интерес к информатике, либо оттолкнуть их от неё, чтобы найти что-то более подходящее для них.
CodeCombat даёт ученикам возможность применять концепции, преподаваемые на занятиях, в увлекательной и ненапряженной манере.
Программа предлагает увлекательную, весёлую платформу для учеников, чтобы изучить основы программирования как для Python, так и для JavaScript. Он вовлекает всех учеников, даже не геймеров и тех, у кого есть проблемы с пониманием концепций компьютерной науки. Это увлекательный и простой способ вовлечь учеников в изучение компьютерной науки и программирования.
Программа увлекательна для обучающихся, но при этом создаёт дополнительную сложность использования текстового кодирования, которое опирается на такие вещи, как пунктуация и отступы для правильной работы. Программа позволяет обучающимся написать код, а не перетаскивать блоки. Это помогает им понять важность синтаксиса и облегчает переход к другим аспектам кода и программирования в дальнейшем.
Программное обеспечение имеет игровой формат, который поощряет учеников использовать кодирование для решения задач программирования и продвижения своего героя вперёд в игре. Это мотивирует их продолжать преодолевать сложные проблемы. Отличный ресурс для учителя, который новичок в программировании и легко усваивается вместе с учениками. Кроме того, CodeCombat предоставляет полный пакет планов уроков. Как учителю, мне предоставляются все материалы, необходимые для проведения моего собственного урока, затем ученики могут заниматься в своём темпе онлайн с развлекательным и информативным приложением. Кодирование для учеников включает помощь для учеников и поощряет их работать друг с другом. В конце урока. Позволяет им работать в своём собственном темпе и даёт подсказки, которые помогут им пройти уровень. У учителя больше времени с отдельными учениками, и он может поощрять учеников помогать друг другу. Поэтому, CodeCombat – отличный способ вовлечь учеников в структурированную программу самостоятельного обучения информатике и программированию.