ЭкологияОбразоватДеятельности / МатериалыПрактЗанятий / ЭкОбрДеят_Пр 16 / notv2009_book_1
.pdf
Новые образовательные технологии в вузе – 2009
исследования, устанавливается вебкамера, с помощью которой осуществляется трансляция процесса нагружения в сеть. Процесс испытания можно осуществлять либо в реальном режиме времени (on-line), либо записать и хранить его на сервере, что позволяет изучающему предмет в любое удобное для него время войти на сайт и на экране монитора наблюдать нагружение объекта.
Составление и использование УМК по дисциплине направлено на решение следующих основных задач:
1.четкое определение места и роли учебной дисциплины в овладении студентами знаниями, умениями и навыками, вытекающими из квалификационной характеристики специалиста и требующимися для дальнейшего успешного обучения студентов и их последующей профессиональной деятельности; фиксацию и конкретизацию на этой основе ее учебных целей и задач;
2.своевременное отражение в содержании образования результатов развития науки, техники, культуры и производства, других сфер общественной практики, связанных с данной учебной дисциплиной, за период, прошедший со дня утверждения типовой учебной программы;
3.последовательная реализация внутри- и междисциплинарных логических связей, согласование содержания и устранение дублирования изучаемого материала с другими дисциплинами специальности;
4.рациональное распределение учебного времени по темам курса и видам учебных занятий в зависимости от формы обучения, совершенствование методики проведения занятий с использованием необходимых для глубокого усвоения учебного материала студентами методов преподавания, технических средств, учебно-лабораторного оборудования, наглядных и других пособий;
5.улучшение планирования и организации самостоятельных учебных занятий студентов с учетом их бюджета времени, полноценное обеспечение самостоятельной работы учебной литературой и другими информационными средствами;
6.активизация познавательной деятельности студентов, развитие их творческих способностей, усиление взаимосвязи учебного и исследовательского процессов;
7.усиление профессиональной направленности учебно-воспитательного процесса с учетом специфических условий и потребностей предприятий, организаций и учреждений, для которых осуществляется подготовка кадров.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.Александров В.П., Потапов В.Д., Державин Б.П. Сопротивление материалов. М.: Высшая школа, 1995.
Секция 2
2.Теоретическая механика. Сопротивление материалов: Учебное пособие для студентов сред. проф. образования/ Эрдеди А.А., Эрдеди. – М: Издательский центр «Академия», 2003.
3.Сборник задач по сопротивлению материалов с теорией и примерами / Под ред. А.Г. Горшкова, Д.В. Тарлаковского. Учебн. пособие: Для вузов. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003.
4.Сопротивление материалов. Учебное пособие под ред. Полякова А.А. - Екатеринбург, 2008
Григорьев А.И., Минасов Ш.М.
ПРОЦЕСС ПОДГОТОВКИ УЧЕБНОГО КОНТЕНТА ДЛЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОННОГО ОБУЧЕНИЯ
grandman@list.ru
Башкирский государственный педагогически университет им. М.Акмуллы г. Уфа
Решение проблемы навигации в пространстве знаний, для получения достаточного уровня компетентности в целевой области подготовки заключается в разработке соответствующих систем электронного обучения. Подобные системы должны позволить компенсировать уменьшение роли преподавателя в учебном процессе за счет выполнения его функций некоторой интеллектуальной составляющей.
The decision of a navigation problem in the knowledge space, for getting of a sufficient level of competence in the target area of preparation consists in development the corresponding systems of electronic teaching. The similar systems should allow to compensate reduction of a role of the teacher in educational process at the expense of performance its functions of certain intellectual component.
Одним из аспектов реформы системы образования в нашей стране является ориентация на большую самостоятельность обучаемых, чему способствует и присоединение России к Болонскому соглашению. Однако это приводит к уменьшению контакта между обучаемым и преподавателем, что не может не сказаться на качестве процесса обучения. В данном случае мы говорим не о количественных и качественных характеристиках полученных знаний, которые мы можем даже повысить за счет совершенствования и автоматизации, а значит исключения субъективной составляющей процедур проверки знаний. В первую очередь обеспокоенность вызывает все возрастающее количество усилий по выборке необходимого объема информации, требующее того же уровня подготовленности, какой может быть достигнут за счет грамотного руководства процессом обучения педагогом-предметником при существенно более низких затратах сил обучаемых.
141
Новые образовательные технологии в вузе – 2009
Сам термин «электронное обучение» (Electronic Learning) интегрирует в себя ряд понятий в сфере образовательных технологий, базирующихся на широком использовании современных информационных и коммуникационных технологий (ИКТ). Также следует отметить различие между самой системой электронного обучения (СЭО) и информационнообучающей средой (ИОС) или пространством знаний[4]. При этом среда включает в себя множества фрагментов, которые, могут быть линейными, плоскими, многомерными, направленными или ненаправленными, иметь различные варианты представления одних и тех же понятий с разной семантической сложностью восприятия, зависящей от тезауруса контингента обучаемых, а так же индивидуальных психологических особенностей обучаемых [2], их социального положения и технических возможностей и т.п.
Пространство знаний представляет собой совокупность из огромного количества понятий, которые могут быть связаны между собой структурными связями различного характера. В общем виде пространство знаний представляет собой многомерное пространство, которое может быть разделено на замкнутые области знаний, которые опять таки являются многомерными срезами исходного пространства.
В общем случае в пространстве знаний можно выделить срезы, которые имеют четкое множество понятий и некоторую замкнутую структуру связей. Чем шире срез пространства, тем больше понятий, заключается в данной области знаний, тем больше структурных связей в этой области знаний. Между областями, как правило, существуют более сложные структурные связи, объединяющие все относительно - самостоятельные области в общее пространство.
Фрагменты пространства не обладают единой размерностью. Отдельные области можно рассекать множеством различных гиперплоскостей, выделяя в сечении определенную точку зрения на рассматриваемую проблему. Так можно рассекать область пространства знаний обычными двумерными плоскостями последовательно, постепенно уменьшая размерность исследуемой предметной области сводя пространство, таким образом, в точку. Однако отдельные области этого пространства изначально могут иметь такую размерность.
При такой организации системы, когда выносится на рассмотрение сама СЭО и Информационное пространство, с которым она работает, появляется возможность разрабатывать системы, в которых поддерживаются механизмы адаптации по индивидуальным характеристикам обучаемого. Так СЭО, взаимодействуя с обучаемым, выявляет уровень его компетентности в той области, по которой строится курс[3]. В зависимости от этого уровня, СЭО производит выборку данных из информационного пространства, наиболее подходящую, под конкретного обучаемого. Такой подход в построении многоуровневой структуры позволяет более гибко подходить к процессу обучения и эффективно использовать учебный контент, расположенный в пространстве ИОС[1]. Под эффективным использованием
Секция 2
учебного контента следует понимать то, как СЭО будет взаимодействовать с ним. Во всемирной паутине существуют образовательные ресурсы для обучения лишь в рамках отдельных информационных блоков, слабо или вовсе не увязанных между собой.
Такое положение дел приводит к дополнительным временным и материальным потерям, что сказывается на эффективности процесса обучения. При детальном рассмотрении этой проблемы и решении ряда проблем, связанных с нею можно повысить эффективность существующих технологий до такой степени, что станет возможным получение полноценного контента, овладение которым позволит пользователю получить необходимое количество знаний, соответствующее уровню подготовки некоторого специалиста, выпускаемого вузом.
Втакой ситуации одной из серьёзнейших задач выступает задача по созданию электронной системы, которая бы реализовала некоторое электронное отображение пространства знаний, виртуальное погружение в которое некоторого условного обучаемого с некоторым первоначальным уровнем подготовки позволило бы достичь требуемого уровня знаний в кратчайшие сроки за счет построения оптимального маршрута обучения.
Такой проблеме посвящено множество работ: Институт дистанционного образования МЭСИ – www.ido.ru, система «Прометей» - www.prometeus.ru, система ДО xDLS – www.xdlsoft.com, система ДО – www.intuit.ru. Однако, как показал анализ источников информации, рассмотрены еще далеко не все аспекты данной проблемы и, что самое главное, до сих пор не предложено удобного интеллектуального инструмента, позволяющего создавать действительно эффективный с точки зрения использования, учебный контент.
Как показала практика, одной из наиболее сложных проблем построения цифрового пространства знаний является не только разработка методики декомпозиции учебного материала на совокупность взаимосвязанных объектов, но и построение интеллектуального инструмента, позволяющего упростить формализацию учебного контента, ускорить разработку новых электронных учебных материалов.
Функциями данного инструмента являются: проектирование структуры фрагмента пространства в рассматриваемой области знаний; выделение структуры учебного курса и описание адаптивных сценариев подачи учебного материала на заданной области пространства, создание новых и модификация существующих фрагментов описывающих накопленные знания
вданной предметной области; создание модулей контроля уровня владения знаниями в пределах заданной области или учебного курса; контроль коллизий, семантической сложности и трудоемкости изучения и управления уровнями детализации (представления) учебного контента [5].
Воснову построения пространства знаний положена теория графов, которая позволила организовать сложную многосвязную структуру фрагментов пространства знаний. Применение для функционирования модуля обучения теории конечных автоматов позволяет моделировать
143
Новые образовательные технологии в вузе – 2009
взаимодействие обучаемый-преподаватель, где роль наставника способна выполнять интеллектуальная система.
Применение графовой модели на уровне глубоко-структурированных учебно-методических фрагментов позволяет реализовать обучение с применением технологий виртуальной реальности, при этом понятие виртуализации рассматривается в двух аспектах. Под виртуальной реальностью понимают современные электронные технологии отображения реального мира в виде электронной «копии», а также формированием индивидуально-ориентированных учебных материалов посредствам поиска вариантов перемещения по графу учебного курса, определения временных и семантических показателей трудоемкости и т.п. Важной особенностью предлагаемой технологии является возможность (не является жестким требованием) тесной интеграции учебного контента и контролирующего материала, позволяющей существенно сократить время разработки контролирующих модулей и исключить ошибки в части совокупности контрольных вопросов, при модификации уже имеющихся УМК дисциплин.
При проектировании программного комплекса, становится очевиден ряд проблем, связанных с наполнением информационного пространства учебной информацией. Требуется разработать такие модели и алгоритмы, которые позволяют, на стадии проектирования учебного контента, учитывать все особенности предлагаемой информационно-обучающей среды, исключающие аномалии, которые могут возникнуть при описании учебного контента, пересекающегося с другими объектами информационного пространства. Так как различные образовательные сферы не существуют обособленно, а имеют общие образовательные и информационные ресурсы. Важной проблемой выступает задача отображения информационного пространства тьютеру. Актуальность этой задачи заключается в том, как представить учебный контент, существующий в пространстве базы данных, проектировщику учебно-методического курса. Известно, что человек способен воспринимать до 5-10 информационных объектов, при этом учитывая их взаимосвязи. Учебный курс же, представленный в ИП подразумевает включение гораздо большего числа информационных составляющих. Становиться очевидна потребность в алгоритмах семантического анализа и учёта структурных связей контента, хранящегося в ИП. Анализ заключается в выявлении семантической схожести объектов и представление их тьютеру, в зависимости от указанного им уровня детализации, который предполагает степень дискретизации дидактически сформированных учебных единиц. Также недостаточно отображать весь материал без системы связей. Так как теряется семантическая составляющая объектов. Ведь каждый отдельный блок рассматривается в контексте описанных курсов и может быть представлен сразу в нескольких обучающих структурах и иметь различные семантические нагрузки. Таким образом, важно учитывать все включения объекта в различные учебные курсы, чтобы не нарушить логические составляющие курсов при редактировании этого
Секция 2
объекта в рамках одного учебного блока. Более наглядно включения одного объекта в другие представлено на следующем рисунке.
Рис. 1. Связь объектов.
Из рисунка видно, что уже при небольшом количестве учебного контента система связей становиться плохо-восприимчивой для человека. Таким образом, ещё раз подчёркивается необходимость разработки такого программного комплекса, который являлся бы неким интерфейсом (буфером) между тьютером и информационным пространством (пространством знаний), позволяющим пополнять его, учитывая механизмы адаптации и корректного отображения многомерных, графовидных учебно-методических структур (курсов).
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.Минасов Ш.М. «Модели и алгоритмы программных инструментальных средств обработки информации и генерации учебных курсов». Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, - Уфа, 2003.
2.Григорьев А.И., Зайдуллина С.Г. «Модель управления процессом усвоения знаний в электронной обучающей среде» сб. «Информационно-коммуникационные технологии в науке, производстве и образовании (Инфоком-3)» - г. Кисловодск - 2008 г.
3.Григорьев А.И., Зайдуллина С.Г. «Компьютерная технология создания адаптивной электронной обучающей среды» сб. XV Всероссийская научно-методическая конференция "Телематика '2008" – г. СанктПетербург – 2008.
4.Кабальнов Ю.С., Минасов Ш.М., Тархов С.В. «Применение мультиагентных систем электронного обучения в гетерогенных информационно-образовательных средах». Монография. 2007г.
5.Минасов Ш.М., Григорьев А.И.«Создание среды для системы электронного обучения К-Медиа». Сб. Всероссийской молодежной научной конференции "Мавлютовские чтения" - УГАТУ -2008 г.
145
Новые образовательные технологии в вузе – 2009
Зверева О. М., Больщиков П. Д., Зверев Ф.Н.
СОЗДАНИЕ ПРОГРАММЫ СРАВНЕНИЯ МЕТОДОВ ЛЕЧЕНИЯ ДИАФИЗАРНЫХ ПЕРЕЛОМОВ КОСТЕЙ ГОЛЕНИ
OM-Zvereva2008@yandex.ru
ГОУ ВПО "УГТУ-УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина"
г. Екатеринбург
Материалы посвящены описанию программы, позволяющей сравнить методы лечения диафизарных переломов голени, базирующиеся на различных методиках. Программа основана на проведении опроса пациентов. Может быть использована в преподавании дисциплины «Травматология», т.к. позволяет достаточно объективно оценить результаты лечения и наглядно представить их в виде графиков.
These materials describe the program created for shin bones fracture treatment methods analysis. Program is based on patient inquiry. It can be used for teaching future doctors in the frame of Traumatic surgery discipline. This program can help to receive an objective evaluation of treatment results and present them in a visual graphic form.
Информационные технологии проникают во все сферы человеческой деятельности. Достаточно широко они применяются и в медицине. Внедрение информационных технологий в медицину уже сегодня дает возможность сохранить здоровье здоровых, эффективно и быстро возвращать здоровье больным с различной патологией.
Существующее программное обеспечение помогает автоматизировать многие действия: программы обработки графической информации позволяют с разных точек зрения и в разном масштабе рассматривать рентгеновские снимки, существующие базы данных позволяют хранить огромные объемы информации о лекарственных препаратах, существуют экспертные системы, позволяют по симптомам поставить предварительный диагноз и т.д. Рассмотрим этот вопрос еще с одной стороны: информационные технологии позволяют более корректно и наглядно освещать вопросы сравнения известных методик лечения. Многие программные среды содержат компоненты обработки статистических данных, в том числе данных опросов больных, представляя результаты в виде диаграмм и графиков.
Имея определенную статистику по различным методам лечения, эти методы можно достаточно объективно сравнивать. Результаты таких сравнений особенно полезны будущим врачам – сегодняшним студентам и ординаторам.
Данные материалы посвящены программному продукту, который был создан совместными усилиями кафедры «Автоматизированных систем управления» радиотехнического факультета ГОУ ВПО УГТУ-УПИ и кафедры «Травматологии, ортопедии и военно-полевой хирургии» ГОУ ВПО УрГМА. Эта программа может быть использована для представления и
Секция 2
сравнения методов лечения диафизарных переломов костей голени и использована в процессе изучения одного из разделов дисциплины «Травматология», которая входит в учебные программы многих специальностей УрГМА.
Лечение диафизарных переломов костей голени представляет собой большую проблему в связи с ростом количества таких случаев в последние годы. Чем еще характеризуются эти травмы? Своими социальноэкономическими последствиями: продолжительность временной нетрудоспособности занимает одно из первых мест и составляет от 3 до 7 месяцев. Основных задач, решаемых в процессе исследования, было две:
провести сравнительную оценку результатов лечения больных с диафизарными переломами костей голени методиками ЧКО (чрескостным остеосинтезом) и ЗИМО (закрытым интрамедуллярным остеосинтезом) на примере больных, прошедших лечение в травматологическом отделении №1 ЦГКБ №24 в 2004-2007 годах;
на основе проведенного сравнения определить наиболее оптимальный и современный способ лечения диафизарных переломов голени в условиях травматологического стационара городской больницы.
За 2004-2007 гг. в отделении травматологии № 1 ЦГКБ на стационарном лечении находились 303 больных с диафизарными переломами голени, из них 164 – мужчины, 139 - женщины, возраст больных от 16 до 74 лет. Средний возраст 43,2 года.
Существует несколько методик лечения подобных переломов, наиболее часто применяемые это – ЗИМО и методика ЧКО.
Как можно их сравнить? Очевидно – по достигнутым результатам. Один из вариантов – провести опрос среди больных, пролеченных тем и другим методом.
Существуют методики опроса, где предлагается количественно (по шкале от 0 до 100) оценить некоторые результирующие характеристики. Для опроса по методике «SF-36» результирующие характеристики делятся на две группы: физический компонент здоровья (физическое функционирование, ролевое физическое функционирование, боль, общее здоровье) и психологический компонент здоровья (жизнеспособность, социальное функционирование, ролевое функциональное функционирование, психологическое здоровье)[1]. Для опроса по методике всемирной организации здравоохранения определения качества жизни «КЖ-100» используются характеристики: физические (сила, энергия, усталость, боль, дискомфорт, сон, отдых), психологические (положительные эмоции, мышление, изучение, запоминание, концентрация внимания, самооценка, внешний вид, негативные переживания), уровень независимости (повседневная активность, работоспособность, зависимость от лекарств и лечения), общественная жизнь (личные взаимоотношения, общественная жизнь, сексуальная активность), окружающая среда (благополучие, безопасность, быт, обеспеченность, доступность и качество медицинского и
147
Новые образовательные технологии в вузе – 2009
социального обеспечения, доступность информации, возможность обучения и квалификации, досуг, экология), духовность (личные убеждения, религия)[1].
Созданная программа автоматизирует процесс опроса. Респондент (пациент) вводит свои анкетные данные, а затем отвечает на вопросы. Первая часть вопросов соответствует методике «SF-36», вторая часть – методике «КЖ-100». Для получения объективных результатов количество опрашиваемых должно быть достаточно большим. Кафедрой «Травматологии, ортопедии и военно-полевой хирургии» собрана такая статистика по 46 пациентам, 36 из них пролечены по методике ЗИМО, 10 – по методике ЧКО.
На основе введенных ответов вычисляются средние значения и строятся графики для двух разных групп пациентов. На рисунке 1 показан результирующий экран, основанный на ответах первой части опроса
(методика «SF-36»).
На рис. 2 показан результирующий экран, основанный на ответах второй части опроса (методика «КЖ-100»).
Программная система позволяет сохранять все сведения о пациентах, т.к. создана на основе базы данных. Можно также просмотреть и откорректировать анкетные данные и просмотреть результаты ответов.
Рис. 1. Результирующий экран программы опроса пациентов, прошедших лечение по разным методикам (первая часть опроса)
Секция 2
Рис. 2. Результирующий экран программы опроса пациентов, прошедших лечение по разным методикам (вторая часть опроса)
Данная программная система может быть использована для сравнения результатов лечения с применением других методик, а также в других областях медицины.
Усилия таких разнородных коллективов разработчиков можно считать достаточно плодотворными. На кафедре АСУ накоплен большой опыт разработки программного обеспечения, а в медицинских учреждениях (в том числе и на кафедрах УрГМА) накоплен богатый фактический материал, который нуждается в автоматизированной обработке.
[1]Новик А. А., Ионова Т. И. Руководство по исследованию качества жизни
вмедицине. /А. А. Новик, Т. И. Ионова.- Изд. «ОМД групп», 2007, 320с.
Здобнова Е.А., Киселар. О.В.
ЭЛЕКТРОННЫЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ И ТЕХНОЛОГИИ В ИНФОРМАЦИОННО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СРЕДЕ ВУЗА
imamia@mail.ru
Южно Уральский Государственный Университет г. Челябинск
В статье рассматривается проблема использования электронных образовательных ресурсов в информационно-образовательной среде вуза.
This article is about problem of using electronical educational resources and technologies in informational media of university.
Электронные образовательные ресурсы (ЭОР) - виртуальные учебники, тесты, методички и т.д. – являются основой современных методов организации учебного процесса. Основной особенностью электронных
149