Software & Systems

Разработка обучающих систем приобретает все большую актуальность. В современной системе образования при создании методических пособий предпочтение отдается компьютерным обучающим системам, являющимся эффективным средством обучения.

Была поставлена задача разработки модели обучающей системы и для такого направления, как автомобильный транспорт. Эта модель должна быть ориентирована на получение человеком знаний об устройстве автомобиля и о диагностике деталей, узлов транспорта. Для ее разработки рассматривались модели уже существующих обучающих систем и систем, направленных на диагностику автомобиля и его ремонт.

Для оценки функциональной структуры проведен обзор аналогов систем. Как ключевые были выбраны системы «Мастера России: учимся ремонтировать автомобиль», «Устройство автомобиля ВАЗ 2114» и «Практикум автомеханика по ремонту автомобилей». Большинство таких систем является электронным вариантом текстового теоретического материала, поэтому они имеют ограниченные функциональные возможности и не позволяют интенсифицировать освоение учебного материала об устройстве узлов, систем автомобиля и принципах их работы, возможностях диагностики и ремонта узлов, что в конечном итоге сводит к минимуму эффективность разработанной обучающей системы.

На основе обзора аналогов и прототипов моделей систем была выявлена общая функциональная схема обучающих систем для предметной области автомобильный транспорт. В состав функциональной структуры вошли подсистемы: «Список агрегатов», «Вывод учебной информации об агрегате», «Вывод изображения агрегата», «Прохождение теста» и «Практикум».

Взаимосвязь этих элементов показана на рисунке 1.

Для интенсификации процесса обучения при помощи компьютерных систем обучения, диагностики и ремонта агрегатов автомобиля, по мнению авторов, описанная функциональная структура нуждается в дополнении интерфейсными и ин- теллектуальными функциями. Для ее усовер- шенствования необходимо добавить элементы, позволяющие использовать 3D-модели агрегатов с возможностью их интерактивного использования в процессе обучения, алгоритмизировать процесс диагностики и ремонта агрегатов на внутреннем формальном языке для оперирования 3D-мо­делями в рамках установленного алгоритма, дополнять и редактировать алгоритм ремонта и диагностики агрегатов в специальном режиме, осуществлять видеопротоколирование учебного процесса в рамках работы с алгоритмом определенного узла автомобиля, использовать функции, повышающие креативность обучения на основе методов инженерного творчества.

Функциональная схема автоматизированной системы, реализующей перечисленные требования, изображена на рисунке 2.

На этой основе сформулированы требования к проектированию автоматизированной системы, которая позволит эффективно изучать теоретический материал, выполнять учебные задания и решать исследовательские задачи с проведением учебных экспериментов над трехмерными моделями узла или деталями автомобиля. Использование такой системы предполагает повышение активности обучаемого и связано с более сложным процессом компьютерного обучения. Разработка ее улучшит восприятие и понимание объекта изучения. В результате декомпозиции целей были выделены следующие задачи, которые должна решать система: создание и редактирование списка агрегатов автомобиля, отображение учебной информации об агрегате автомобиля, отображение трехмерной модели агрегата автомобиля, отображение алгоритма работы агрегата автомобиля, видеопротоколирование работы пользователя, тестирование знаний пользователя.

Применение в учебном процессе подобной обучающей системы позволит активно влиять на характер и организацию учебного процесса, стимулировать самостоятельную работу обучаемого. Кроме того, это значительно снизит стоимость подготовки специалистов за счет сокращения материальной базы, поскольку даст возможность моделировать разнообразные реальные процессы, а также различные нештатные ситуации при помощи современных компьютерных технологий, когда их воспроизводство в реальности сложно, а иногда и невозможно. Система контроля знаний позволит преподавателям в полной мере управлять процессом обучения, когда обучаемый находится во временных и сценарных ограничениях.

Литература

1.   Бутенко Д.В. Системологическое представление технической системы // Концептуальное проектирование в образовании, технике и технологии: межвуз. сб. тр. Волгоград: ВолгГТУ, 1997.

2.   Бутенко Д.В. Методологические основы построения линий развития технических систем // Информационные науки в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе: матер. 32-й Международ. конф. и дискусс. науч. клуба. Крым: Открытое образование, 2010. С. 288–289.