ВВЕДЕНИЕ
По определению В.В. Трухина, виртуальная лаборатория «представляет собой программно-аппаратный комплекс, позволяющий проводить опыты без непосредственного контакта с реальной установкой или при полном отсутствии таковой. В первом случае мы имеем дело с так называемой лабораторной установкой с удаленным доступом, в состав которой входит реальная лаборатория, программно-аппаратное обеспечение для управления установкой и оцифровки полученных данных, а также средства коммуникации. Во втором случае все процессы моделируются при помощи компьютера».
Итак, под виртуальными лабораториями понимается два типа программно-аппаратных комплексов:
- лабораторная установка с удаленным доступом – назовем такие комплексы дистанционные лаборатории;
- программное обеспечение, позволяющее моделировать лабораторные опыты виртуальные лаборатории (в узком смысле).
1. ВИРТУАЛЬНЫЕ ЛАБОРАТОРИИ
Основными преимуществами виртуальных лабораторий являются:
- Отсутствие необходимости приобретения дорогостоящего оборудования и реактивов. Из-за недостаточного финансирования во многих лабораториях установлено старое оборудование, которое может искажать результаты опытов и служить потенциальным источником опасности для обучающихся. Кроме того, в таких областях как, например, химия, кроме оборудования требуются также расходные материалы (реактивы), стоимость которых достаточно высока. Разумеется, компьютерное оборудование и программное обеспечение также стоит недешево, однако универсальность компьютерной техники и ее широкая распространенность компенсируют этот недостаток.
- Возможность моделирования процессов, протекание которых принципиально невозможно в лабораторных условиях. Наглядная визуализация на экране компьютера. Современные компьютерные технологии позволят пронаблюдать процессы, трудноразличимые в реальных условиях без применения дополни-тельной техники, например, из-за малых размеров наблюдаемых частиц.
- Возможность проникновения в тонкости процессов и наблюдения происходящего в другом масштабе времени, что актуально для процессов, протекающих за доли секунды или, напротив, длящихся в течение нескольких лет.
- Безопасность. Безопасность является немаловажным плюсом использования виртуальных лабораторий в случаях, где идет работа, например, с высокими напряжениями или химическими веществами.
- В связи с тем, что управлением виртуального процесса занимается компьютер, появляется возможность быстрого проведения серии опытов с различными значениями входных параметров, что часто необходимо для определения зависимостей выходных параметров от входных.
- Экономия времени и ресурсов для ввода результатов в электронный формат. Некоторые работы требуют последующей обработки достаточно больших массивов, полученных цифровых данных, которые выполняются на компьютере после проведения серии экспериментов. Слабым местом в этой последовательности действий при использовании реальной лаборатории является ввод получен-ной информации в компьютер. В виртуальной лаборатории этот шаг отсутствует, так как данные могут заноситься в электронную таблицу результатов непосредственно при выполнении опытов экспериментатором или автоматически. Таким образом, экономится время и значительно уменьшается процент возможных ошибок.
2. СРЕДСТВА РАЗРАБОТКИ СИМУЛЯЦИЙ
Информационно-обучающие системы являются одним из самых популярных и востребованных видов программного обеспечения. Их назначение - по-мощь в процессе приобретения и накопления пользователем знаний и навыков в узких предметных областях.
Большинство программ подобного типа являются интерактивными, а также снабжены системой тестирования и оценивания, то есть имеют возможность не только осуществлять процесс передачи знаний пользователю, но и контролировать эффективность усвоения пользователем получаемых знаний, сообщая ему свои выводы и рекомендации по дальнейшему обучению.
Всем известна роль и значение обучения. Особенно важным в последнее время считается обучение персонала компании. Каждый год разрабатываются новые виды программ, которые спешат использовать для своих сотрудников крупные компании и небольшие фирмы. Одной из таких бизнес-игр, показавшей высокую популярность среди студентов МВА, является бизнес-симуляция.
Особенность игры заключается в создании виртуального рабочего места для каждого участника и в воссоздании условий, абсолютно точно похожих на реальный бизнес, позволяющих проживать все ситуации и процессы, как в реальной жизни, с той лишь только разницей, что неверно принятое решение в игре будет стоить списанных баллов и утраченных рейтингов.
Программа «Бизнес-симуляция» создает имитацию реально происходящих ситуаций в компании – управление компанией, стратегия развития, принятие решений, выстраивание работы с клиентами и собственным персоналом. Исходя из перечисленных направлений деловой активности бизнес-игры, становится понятным ее предназначение для высшего и среднего управленческого состава – топ-менеджеров.
Как известно, у любого обучающего элемента есть как свои плюсы и минусы. Однако у «Бизнес-симуляции» есть неоспоримый большой плюс – возможность играя, быстро осваивать и применять полученные знания, а также то, что даже в случае самой худшей убыточной ситуации, можно все исправить, ничего не теряя.
Мы разделяем наши бизнес-симуляции на 2 вида:
- живого действия — в специально организованном мероприятии системно моделируются условия и функционирование компании или ее отдельных единиц, проводится анализ и моделируются изменения;
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Результатом создания виртуальной лабораторной работы является ее внедрение в процесс обучения, приводящий к повышению качества усвоения знаний и овладения соответствующими компетенциями. Существует несколько приемов «встраивания» виртуальных лабораторных работ в образовательный процесс вуза. При изучении нового материала для его лучшего понимания и освоения, по нашему мнению, целесообразно проведение коротких виртуальных лабораторных работ для актуализации знаний или для демонстрации изучаемых явлений, что создает объективные условия для реализации активных и интерактивных форм обучения, что требует действующий на данный момент образовательный стандарт. В данном случае виртуальная лабораторная работа может заменить традиционный демонстрационный эксперимент. Кроме этого, мы рассматриваем возможности использования виртуальных лабораторных работ для закрепления знаний и умений как в аудиторной, так и во внеаудиторной самостоятельной деятельности. Еще один вариант использования виртуальных лабораторных работ в процессе обучения – подготовка учащихся к выполнению натурной лабораторной работы. Выполняя правильно составленную виртуальную лабораторную работу, студенты, во-первых, отрабатывают умения решения расчетных задач по данной теме, во-вторых, закрепляют алгоритм и технику выполнения эксперимента, в-третьих, усваивают закономерности протекания процессов при активном участии в процессе обучения.
Предлагаемая методика создания виртуальных лабораторных работ по химии вооружает преподавателей научно обоснованными средствами для проведения занятий по химии и химическим дисциплинам в интерактивной форме в сочетании с внеаудиторной работой с целью формирования и развития профессиональных навыков обучающихся.
