Первые попытки использования ЭВМ в учебном процессе не позволяли повысить эффективность обучения из-за значительных затрат времени не на изучение содержания предмета, а на освоение пользовательских навыков. Крайне сложной оказалась задача организации диалога взаимодействия человека с компьютером, при которой нагрузка на сенсомоторный аппарат возрастала в несколько раз.

Следующим шагом стала попытка модификации традиционного учебного процесса путем введения в методику элементов «компьютерной поддержки». Увы, это также не привело к повышению эффективности обучения, причем по тем же причинам. В дальнейшем использование компьютера применялось для решения отдельных частных задач, что тоже не дало положительных результатов.

Общей причиной этих неудач стало несоответствие возможностей профессиональных программно-аппаратных средств психолого-педагогическим требованиям учебного процесса. Существующие профессиональные инструментальные средства имеют весьма ограниченные возможности для решения методических задач. Кроме того, они характеризуются сложным интерфейсом, требующим для своего освоения значительных затрат времени.

Цель применения средств ИТ в учебном процессе сводится к снижению временных и трудовых затрат в процессе формирования навыков пространственных представлений. Эту цель можно подразделить на две. Первая - развитие мыслительных способностей на примере формирования пространственных представлений с применением существующих средств ИКТ. Вторая - разработка новых средств и методики их использования, создание средств управления учебным процессом с использованием локальной сети, применение которой позволяет осуществить оперативную обратную связь учителей и учеников, а также снизить психоэмоциональную нагрузку преподавателя.

Возможности традиционного лабораторного практикума значительно расширяются за счет применения новых технологий, позволяющих моделировать и наблюдать многие явления и процессы, недоступные в обычной лаборатории.

Учебный курс «Электроника и микроэлектроника» для специальности «техническое обслуживание средств вычислительной техники и компьютерных сетей» состоит из 3 логически связанных частей:

1. Теория сигналов.

2. Элементарная база электронных компонентов ВТ.

3. Оптимальные схематические решения узлов ВТ.

Как показала практика, тщательно проработать эти разделы с привлечением только традиционной экспериментальной лабораторной базы колледжа практически невозможно. Однако для реализации Государственного требования к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников на отделении была выработана новая стратегия - симбиоз традиционных лабораторных работ с виртуальными, ибо компьютерные эксперименты вполне способны дополнить реальные.

Для этого в качестве компьютерной поддержки лекционного курса и лабораторного практикума была применена разработка кандидата технических наук Бориса Крауса. Несомненно преимущество именно этих виртуальных лабораторных работ - их низкая стоимость по сравнению со стоимостью реальных лабораторных установок и других программных продуктов.

Не нужно сбрасывать со счетов и то, что разработка Бориса Крауса рассматривает практически все теоретические вопросы и рекомендуемые лабораторные работы, дисциплины, указанные в ГОСТе:

теоретические вопросы (электропроводность полупроводников, цифровая электроника, общие сведения о микроЭВМ, микропроцессорах и микроконтроллерах и так далее);

лабораторные работы («Исследование полупроводниковых приборов», «Исследование триггеров», «Исследование логических элементов», «Исследование операционных усилителей» и так далее).

Еще один плюс этих виртуальных лабораторных работ связан с возможностью их проведения студентами на домашних компьютерах, что особенно важно для тех, кто учится на заочном отделении.

Для обеспечения полноценной самостоятельной работы студентов разработаны общие указания по использованию виртуальных элементов программы, и для каждой лабораторной работы подготовлены методические указания по следующей структуре:

1. Цель работы. Задание на подготовку.

2. Теоретические сведения.

3. Описание виртуального макета.

4. Подготовка к лабораторной работе и программа исследований.

5. Содержание отчета и контрольные вопросы.

Допуск к выполнению лабораторной работы студенты получают в автоматическом режиме после изучения теоретического материала и при положительной отметке за ответы на контрольные вопросы.

Виртуальная лабораторная работа применяется или дублируется с традиционной, в случае, если:

отсутствует традиционная лабораторная установка для исследования мультиплексоров, дешифратора-мультиплексора, дешифратора для цифрового индикатора и так далее;

есть необходимость демонстрации сложного внутреннего физического процесса (движения основных и неосновных носителей заряда в полупроводниках, уменьшения и увеличения потенциального барьера при прохождении прямого и обратного тока по полупроводнику и так далее).

Многие процессы с помощью компьютера делаются абсолютно наглядными. Результаты компьютерных экспериментов хорошо сопоставимы с теоретическими выводами. Изучение теоретического материала, подкрепляемого экспериментальными исследованиями, будь то традиционные или виртуальные, позволяет добиться гораздо больших результатов.

Наталия ВОЛЕГОВА, Алексей НАГОВИЦЫН, преподаватели Очерского профессионально-педагогического колледжа, Очер, Пермский край