статья Метод компьютерных симуляций как интерактивная форма обучения

Метод компьютерных симуляций как интерактивная форма обучения
Кривощекова Марина Витальевна,
преподаватель информационных технологий в профессиональной деятельности,
ГБПОУ «Кудымкарское медицинское училище»
Одно из требований Федеральных государственных образовательных стандартов среднего профессионального образования (ФГОС СПО) – использование в учебном процессе интерактивных форм проведения занятий для формирования необходимых профессиональных и общекультурных компетенций.
Учебный процесс, опирающийся на использование интерактивных методов обучения, организуется с учетом включенности в процесс освоения учебного материала всех студентов группы без исключения. Совместная деятельность означает, что каждый вносит свой индивидуальный вклад, в ходе работы идет обмен знаниями, идеями, способами деятельности. Организуются индивидуальная, парная и групповая работа, используется проектная работа, ролевые игры, осуществляется работа с документами и различными источниками информации. Интерактивные методы основаны на принципах взаимодействия, активности обучаемых, опоре на групповой опыт, обязательной обратной связи. Создается среда образовательного общения, которая характеризуется открытостью, взаимодействием участников, равенством их аргументов, накоплением совместного знания, возможностью взаимной оценки и контроля.
Согласно идеологии ФГОС СПО компьютерная симуляция является одной из интерактивных форм обучения.
Симуляция – это помещение людей в «фиктивные, имитирующие реальные» ситуации для обучения или получения оценки проделанной работы, иначе это обучение действием или в действии.
Образовательная симуляция – это структурированный сценарий с подробно разработанной системой правил, заданий и стратегий, которые созданы с совершенно определенной целью: сформировать специфические компетенции, которые могут быть прямо перенесены в реальный мир.
Современные тенденции медицинского образования предлагают использование
симуляционной техники, позволяющей достичь максимальной степени реализма при имитации разнообразных клинических сценариев, а также отработки технических навыков отдельных диагностических и лечебных манипуляций.
Первый этап занятия - инструктаж, в форме мини-лекции оцениваются обстановка,
имеющееся оборудование, определяются объект и цель.
Второй этап - сам процесс симуляционного обучения, когда участники группы
непосредственно осуществляют уход за пациентом, проводят необходимые реанимационные действия и т.д. Важное условие: все члены команды должны максимально ощущать реальность ситуации.
Третий этап - подведение итогов, анализ результатов. На этом этапе важно понимать, что симуляция лишь отражает реальную жизнь и не бывает персональных ошибок, есть лишь ошибки команды.
В конце практического занятия преподаватель и обучающиеся обсуждают результаты практики, оценивается уровень знаний студента, а также тот факт, насколько успешны были занятия.
Компьютерные симуляции - это моделирование учебной ситуации и последовательное ее проигрывание с целью решения на компьютере.
Симуляции представляют некоторую часть окружающей действительности, они позволяют изучать те аспекты действительности, которые не могут быть изучены другим способом по соображениям безопасности, этики, высокой стоимости, необходимого технического обеспечения или масштаба изучаемого явления. Симуляции помогают наглядно представить абстрактные понятия. Студенты понимают суть изучаемого явления благодаря возможности манипуляции с его параметрами.
Компьютерная симуляция как интерактивная форма обучения обладает огромными возможностями:
создаёт образ реальных атрибутов деятельности;
выступает как виртуальный аналог реального взаимодействия;
создаёт условия замещения реального исполнения социальных или профессиональных ролей;
является формой контроля эффективности профессионального обучения.
В компьютерной симуляции выделяются основные компоненты:
рабочая модель профессиональной среды или структурно-организационная схема, в которой заложены возможные варианты поведения и взаимодействия людей друг с другом;
сценарий (сюжет) процесса симуляции, направленный на применение знаний, развитие интуиции, поиска альтернативного нестандартного пути решения проблемы.
Одним из сильных преимуществ компьютерных симуляций состоит в том, что они могут давать точную оценку конкретным действиям обучающегося, т.к. технология контроля встроена в инструментальные средства симуляций.
Компьютерное моделирование, применяемое в медицинском образовании, может быть разбито на следующие категории:
компьютерные текстовые симуляторы;
компьютерные графические симуляторы;
симуляторы с использованием манекенов;
симуляторы виртуальной реальности.
Рассмотрим подробнее каждую из категорий:
Текстовые симуляторы создают словесное описание ситуации, в которой пользователь выбирает один из нескольких предопределенных ответов. Основываясь на полученном ответе, компьютер генерирует следующую ситуацию. Получив информацию о действиях студента, программа создает следующий бланк, где может быть представлено уже намного больше вариантов дальнейшего выбора.
Графические симуляторы воссоздают на дисплее графическое изображение ситуации, часто чтобы объяснить фармакокинетические и фармакодинамические процессы связанные с приемом препарата. Хотя такие симуляции способствуют пониманию и усвоению материала обычно они не развивают у студентов практических навыков. Главная цель их использования состоит в объяснении неких абстрактных концепций в доступной и недорогой форме. Такие симуляторы особенно подходят для моделирования физиологических и фармакологических процессов.
Симуляторы с использованием манекенов могут быть выполнены с различной степенью сложности и реалистичности, но обычно всегда дороги. Современные варианты используют сложные компьютерные модели физиологии и фармакологии человека для автоматической генерации ответов манекеном и сигнальными отведениями. В противоположность текстовому и графическому тренажерам, использование манекенов позволяет развить некоторые практические навыки, которые впоследствии будут применяться в клинике.
Технологии виртуальной реальности начали приобретать популярность последнее время, особенно для обучения хирургов. С их помощью возможен переход от двумерного руководства к миру трехмерных имитированных больных.
Важно отметить, что в проведенных компьютерных симуляциях студенты были жестко ограничены временными рамками с целью улучшения качества обучения. Было обнаружено, что студенты, которым была предоставлена возможность работать без лимита времени, обычно хуже усваивали материал.
Компьютерные симуляции успешно используются в фармакологии, например, позволяют теоретически оценить и количественно измерить возможные токсические эффекты препарата на органы и системы. Компьютерное моделирование позволяет косвенно рассчитать влияние препарата на такие физиологические параметры, которые трудно или невозможно измерить напрямую. В некоторых случаях только компьютерный эксперимент, основанный на реальных данных, может быть запущен на сколь угодно длительное время, и позволяет предсказать побочные эффекты вещества, которые проявятся только в будущем.
В медицинском образовании наличие компьютерной модели человеческой физиологии (манекенов, фантомов) очень важно. Роботы-манекены воспроизводят функциональные особенности сердечно–сосудистой, дыхательной, выделительной систем, а также генерируют ответ на различные действия курсантов, в т.ч. и введение фармакологических препаратов. Эта физиологическая реакция является непроизвольной (автоматической) в ответ на клинические воздействия.  То есть робот-симулятор автоматически реагирует так же, как и организм пациента на те или иные вмешательства и события. Так же, как и настоящие, виртуальные больные могут по-разному воспринимать назначенное лечение. Точное знание различий между электронными пациентами позволяет лучше учесть влияние большинства важных факторов на течение болезни и развитие осложнений. В то же время стоит обратить внимание на то, что любая модель не является совершенной. Чем глубже представления о проблеме, тем ближе симуляция реальности, но при полном отсутствии понимания смоделировать интересующую ситуацию практически невозможно.
В настоящее время программы-симуляторы довольно часто используются в качестве виртуальных аналогов реальных технических систем. Например, при изучении отдельных тем по информатике за неимением программ возможно использовать симуляторы этих программ (симулятор Интернет, загрузка операционной системы, т.е. Windows XР - симуляция установки и другие).
Метод компьютерных симуляций способствуют реализации принципа дифференцированного подхода в обучении. Студенты выполняют работу индивидуально или в малых группах, они могут остановиться на трудных для них этапах, проделать их несколько раз или даже вернуться к началу и повторить всю работу заново. Преподаватель же выступает в роли консультанта и помощника, к которому студенты могут обратиться в случае затруднения.
Современные студенты большую часть свободного времени «живут» в виртуальном мире, им это интересно. При использовании компьютера на учебном занятии исчезает необходимость мотивации их на учебную цель, они с удовольствием включаются в выполнение работы, самостоятельно пытаются понять предложенное задание, все его особенности и добираются до самой сути.
Применение компьютерных симуляций и моделирования естественнонаучных процессов ведет к повышению активности обучающихся, к расширению границ их кругозора и лучшей усваиваемости материала.
Литература:
Панина, Т.С. Современные способы активизации обучения: учеб. пособие для студентов. высш. учеб заведений / Т.С. Панина, Л.Н. Вавилова; под ред. Т.С. Паниной. – М.: Академия, 2008. – 176с.
Панфилова, А.П. Инновационные педагогические технологии: Активное обучение: учеб. пособие для студ. высш. учеб заведений /А.П.Панфилова. – М.: Издательский центр «Академия», 2009. – 192с.
Ступина, С.Б. Технологии интерактивного обучения в высшей школе : уч. - метод. пособ. / С.П. Ступина. – Саратов: Издательский центр «Наука», 2009. – 52 с.