ИнформГидро

ИнформГидроИнформГидро

Электронное учебное пособиеЭлектронное учебное пособие

Раинкина Л. Н., доцент Раинкина Л. Н., доцент

РГУ нефти и газа имени И. М. ГубкинаРГУ нефти и газа имени И. М. Губкина

Москва 2009Москва 2009

Допущено Учебно-методическим Допущено Учебно-методическим объединением вузов Российской федерации объединением вузов Российской федерации

по нефтегазовому образованию в качестве по нефтегазовому образованию в качестве электронного учебного пособия для студентов электронного учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки бакалавров 130500 направлению подготовки бакалавров 130500

«Нефтегазовое дело»«Нефтегазовое дело»


Обучающая информационная система по гидромеханике, которая Обучающая информационная система по гидромеханике, которая воспринимается и действует вместо преподавателявоспринимается и действует вместо преподавателя.. Разработана в двух вариантах: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 Основа - обучающие программы, в которых изучение теоретических основ в справочном файле и контроль усвоения объединены во времени. основ в справочном файле и контроль усвоения объединены во времени. Построена по модульному принципу. Для каждого модуля имеется Построена по модульному принципу. Для каждого модуля имеется несколько справочных файлов, обучающие программы по усвоению несколько справочных файлов, обучающие программы по усвоению теоретического курса и решению задач, лабораторная работа со входным теоретического курса и решению задач, лабораторная работа со входным контролем и программой по её защите. контролем и программой по её защите. Система включает также критериально-ориентированные тесты для Система включает также критериально-ориентированные тесты для самоконтроля, текущего и итогового контроля, и оперативную базу самоконтроля, текущего и итогового контроля, и оперативную базу данных для отслеживания за ходом учебного процесса.данных для отслеживания за ходом учебного процесса. Предназначена для обучения бакалавров.Предназначена для обучения бакалавров.

1.

2.


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, XPОперативная система: Window's 95 и выше, NT, XP

Программное обеспечение для самостоятельной работы (2) Программное обеспечение для самостоятельной работы (2) запускается непосредственно из текущей директории.запускается непосредственно из текущей директории. Для установки ИнформГидро в компьютерном классе имеется Для установки ИнформГидро в компьютерном классе имеется программа программа Setup.exeSetup.exe. Программный комплекс и База данных . Программный комплекс и База данных устанавливаются на центральный компьютер. На клиентские компьютеры устанавливаются на центральный компьютер. На клиентские компьютеры выводится только ярлык титульного файла Gidro.exe. Количество выводится только ярлык титульного файла Gidro.exe. Количество клиентских компьютеров не ограничено. клиентских компьютеров не ограничено.

1.

2.

Исходная целеполагающая установка - обязательное использование знаний

Знания производятся в прикладном аспекте

Тенденции развития ВШТенденции развития ВШ(требования к Обучающим Системам)(требования к Обучающим Системам)

Знание становится междисциплинарным

Переключение содержания образования на освоение базовых универсальных компетенций

Требования к уровням Требования к уровням профессионального образованияпрофессионального образования

Бакалавр – исполнитель в решении профессиональных задач

Магистр – ставит задачи, предлагает пути решения и участвует в их реализации.

ОБУЧЕНИЕ ДОЛЖНО БЫТЬ ПОСИЛЬНЫМ !

КомпетенцииКомпетенции::

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

Изменение содержания технического Изменение содержания технического инструментарияинструментария

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

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

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 образованиеЗнания и образование

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

Этапы восприятия информацииЭтапы 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.

Образовательные технологии

ЧЕМУ УЧИТЬ?

Системный подход – от общего к частному

КАК УЧИТЬ?

Режим диалога

КОНТРОЛЬ УМЕНИЙ

Объективный тестовый

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:

Цели и задачиЦели 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

Обучаю щие програм м ы

С правочны е систем ы

Лабораторны е работы

Электронны е пособия по реш ению задач

Тесты для сам оконтроля и текущего контроля

Тесты для итогового контроля

Оперативная база данны х

ИнформГидро

Интеллектуальные функции учителяИнтеллектуальные функции учителя(реализация в ИнформГидро)(реализация в ИнформГидро)

Оценить степень достижения конечной цели – проверить Оценить степень достижения конечной цели – проверить решение и вывести итоговую оценку – решение и вывести итоговую оценку – в интерактивном диалогев интерактивном диалоге

Выдать задание (поставить задачу) – Выдать задание (поставить задачу) – используется генератор используется генератор случайных чисел)случайных чисел)

Обеспечить обратную связь – текущую оценку действий ученика, Обеспечить обратную связь – текущую оценку действий ученика, ответы на вопросы – ответы на вопросы – интерактивная обратная связьинтерактивная обратная связь

Сформулировать методические указания по её решению – Сформулировать методические указания по её решению – озвучить методику решения или назвать методическую литературу озвучить методику решения или назвать методическую литературу – – ссылка на конкретный справочный файлссылка на конкретный справочный файл

Учесть проделанную работу – поставить оценку в журнале или Учесть проделанную работу – поставить оценку в журнале или ведомости – ведомости – оперативная база данных с возможностью оперативная база данных с возможностью мониторингамониторинга

Решение задачРешение задач ( (обучающая программаобучающая 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

Обучаюшая Обучаюшая программапрограмма

СостоСостоиитт из тестов. За ответ из тестов. За ответ выставляется оценка.выставляется оценка.

При неправильномПри неправильном ответе ответе студент отправляется к студент отправляется к справочному файлу.справочному файлу. После каждого После каждого обpащения обpащения к спpавочному файлу оценка к спpавочному файлу оценка снижаетсяснижается на один балл. на один балл.

ВВ случае тpехслучае тpех неправильных ответовнеправильных ответов студент пpинудительно студент пpинудительно удаляется изудаляется из пpогpаммыпpогpаммы..

Результат направляется в Результат направляется в базу данныхбазу данных

Справочные системы - идеология 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

Справочные системыСправочные системы

Подготовлены при использовании современной утилиты Подготовлены при использовании современной утилиты HTML Help Workshop, которая позволяет компилировать HTML Help Workshop, которая позволяет компилировать исходные файлы в формате HTML в файл проекта исходные файлы в формате HTML в файл проекта справочной системы, обеспечивает поддержку оглавления, справочной системы, обеспечивает поддержку оглавления, предметного указателя и ссылок на другие разделы. предметного указателя и ссылок на другие разделы.

Созданы всплывающие окна с контекстными подсказками и Созданы всплывающие окна с контекстными подсказками и определениями. определениями.

Имеется возможность вызвать из справочного файла Имеется возможность вызвать из справочного файла обучающую программу, просмотреть видобучающую программу, просмотреть видееоклип и проиграть оклип и проиграть звуковой файл.звуковой файл.

Входной контрольВходной контроль

Имеет местоИмеет место при входе в при входе в программпрограмму у лабораторной лабораторной работы.работы.

ТТестовая форма. Варианты естовая форма. Варианты ответов меняются местами ответов меняются местами случайным образом.случайным образом.

При выбореПри выборе ответа студент ответа студент обращается к справочному обращается к справочному файлу.файлу.

Для допускаДля допуска необходимо необходимо правильно ответить не менее, правильно ответить не менее, чем на 70% вопросов.чем на 70% вопросов.

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

Лабораторный стенд –Лабораторный стенд – Исследование режимов движенияИсследование режимов движения жидкостей жидкостей

Лабораторный стендЛабораторный стенд – – Демонстрация уравнения БернуллиДемонстрация уравнения Бернулли

Лабораторный стендЛабораторный стенд – – Определение коэффициента гидравлического тренияОпределение коэффициента гидравлического трения

Лабораторный стенд Лабораторный стенд Истечение жидкости через отверстия и Истечение жидкости через отверстия и насадкинасадки

Лабораторный стендЛабораторный стенд – – Истечение жидкости через отверстия и насадкиИстечение жидкости через отверстия и насадки

Лабораторный стенд –Лабораторный стенд – Снятие характеристики центробежного насосаСнятие характеристики центробежного насоса

Отчет по лабораторной работеОтчет по лабораторной работе

Студент вставляет в ячейки таблицы расчетные формулы, строит, форматирует и анализирует графики

Отчет автоматически направляется в базу данных

Компьютерный эксперимент– это:Компьютерный эксперимент– это:

ВозможностьВозможность моделирования физического процесса в моделирования физического процесса в широком диапазоне значений исходных параметров.широком диапазоне значений исходных параметров.

НезависимостьНезависимость от типоразмера и вида приборов, от типоразмера и вида приборов, измеряющих параметры процесса.измеряющих параметры процесса.

ВыполнениеВыполнение лабораторной работы в индивидуальном лабораторной работы в индивидуальном режиме.режиме.

Современные способыСовременные способы обработки результатов обработки результатов эксперимента.эксперимента.

ПростотаПростота приобретения компьютерного оборудованияприобретения компьютерного оборудования

Текущий контрольТекущий контроль Уровни усвоения знаний Уровни усвоения знаний

Журнал «Открытое образование», №2 - 2003

Целостное понимание

Распознавание Ученическое применение

Механическое воспроизведение

Алгоритмическое применение

Фрагментарное понимание Эвристическое применение

Текущий контрольТекущий контроль Выявляет наличие системы знаний по теме.Выявляет наличие системы знаний по теме.

Ответы представляются в виде словесных Ответы представляются в виде словесных утверждений, графиков, уравнений. Для правильного утверждений, графиков, уравнений. Для правильного ответа необходимо применить физический закон, ответа необходимо применить физический закон, известный принцип или соотношение и составить в известный принцип или соотношение и составить в уме логическую цепочкууме логическую цепочку..

Одним из тестовых заданий является задачаОдним из тестовых заданий является задача. . Исходные данные задает генератор случайных чисел.Исходные данные задает генератор случайных чисел. Решение нужно получить в виде числа с заданной Решение нужно получить в виде числа с заданной точностьюточностью. . Выбор задачи производится из множества Выбор задачи производится из множества вариантов.вариантов.

Выявляет наличие не только знаний, но и умений.Выявляет наличие не только знаний, но и умений.

Итоговый контрольИтоговый контроль

Итоговый тестИтоговый тест – – это критериально-это критериально-ориентированный тест, соотносящийся с уровнями ориентированный тест, соотносящийся с уровнями усвоения знаний.усвоения знаний.

ПредставленоПредставлено большое количество тестовых большое количество тестовых заданий различных типов.заданий различных типов.

Итоговый контрольИтоговый контроль должен быть безусловно очным должен быть безусловно очным при любой форме получения образования.при любой форме получения образования.

Задания для итогового контроляЗадания для итогового контроля являются являются узнаваемыми для студента. Их форма и узнаваемыми для студента. Их форма и содержание в известной мере повторяются в содержание в известной мере повторяются в заданиях текущего контроля и самоконтроля.заданиях текущего контроля и самоконтроля.

База данныхБаза данных

Выполнена в Выполнена в AccessAccess. В базу данных . В базу данных стекаются сведения о студентах при стекаются сведения о студентах при их первой регистрации, результаты их первой регистрации, результаты выполнения лабораторных работ, выполнения лабораторных работ, текущего и итогового контроля, текущего и итогового контроля, сведения о работе с обучающими сведения о работе с обучающими программами. программами.

Разработаны запросы к базе данных Разработаны запросы к базе данных из программ в среде “из программ в среде “Visual BasicVisual Basic” с ” с использованием технологии использованием технологии ADOADO

Из базы данных можно вызвать Из базы данных можно вызвать отчет по лабораторной работе для отчет по лабораторной работе для его просмотра или доработки его просмотра или доработки

Демонстрационный экспериментДемонстрационный эксперимент

Разработан способ проведения Разработан способ проведения гидравлического эксперимента гидравлического эксперимента на лекции и нанесения на лекции и нанесения опытных опытных точек на теоретические кривые в точек на теоретические кривые в режиме реального времени.режиме реального времени.

По этой технологии По этой технологии можно можно ““оживитьоживить”” любую любую теоретическую формулу, теоретическую формулу, которая описывает которая описывает реальный физический реальный физический процесс.процесс.

Экспериментальные точки получены в режиме реального времени

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.

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

ИнформГидро: ИнформГидро: МОТИВАЦИЯ

Внешняя мотивацияНеобходимость 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.

Виртуальная образовательная среда: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)

СертификацияСертификация

Получено Свидетельство о Получено Свидетельство о присвоении электронному присвоении электронному учебноиу изданию «Комплект учебноиу изданию «Комплект программ по курсу гидростатики» программ по курсу гидростатики» рекомендательного грифа рекомендательного грифа Минобразования России Минобразования России «Рекомендовано для «Рекомендовано для использования в учебном использования в учебном процессе в качестве электронного процессе в качестве электронного учебного пособия»учебного пособия»

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


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


Получено Свидетельство Получено Свидетельство об официальной об официальной регистрации программы регистрации программы для ЭВМ «Виртуальный для ЭВМ «Виртуальный преподаватель преподаватель ИнформГидро 2003»ИнформГидро 2003»

Получен гриф Учебно-Получен гриф Учебно-методического объединения методического объединения вузов Российской федерации вузов Российской федерации по нефтегазовому по нефтегазовому образованиюобразованию


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

http://ifets.ieee.org/russian/depository/v8_i2/html/8.html

СтатьяСтатьяВиртуальный преподаватель "ИНФОРМГИДРО"

Educational Technology & Society 8(2) 2005ISSN 1436-4522

pp. 298-312

http://www.gubkin.ru/personal_sites/raykinaln/

СайтСайт

ИнформГидро

Documents