Характеристика информационных технологий

Методы визуализации могут быть разделены на представления данных в одном, двух и трех измерениях.

Наиболее распространена двумерная визуализация - изображение на плоскости, на листе бумаги - или на экране. Однако, благодаря развитию компьютерной техники и программного обеспечения все большую роль начинают играть методы объемной (3D) - визуализации, как динамической (анимация, псевдостереоскопия) так и стереоскопической.

Часто в компьютерной графике (художественной и технической) под рендерингом понимают создание плоского изображения (картинки) по разработанной 3D - сцене. В данном контексте изображение - это цифровое растровое изображение; термин рендеринг является синонимом слова визуализация.

Научно - технический прогресс вызвал техническое перевооружение народного хозяйства и обусловил быструю сменяемость применяемой в различных областях техники и технологий. Характерным для настоящего времени становится появление в производстве принципиально новых средств и технологий, базирующихся на непосредственном использовании последних достижений науки и техники. Изменение в ходе научно - технического прогресса основ современного производства, использование новых машин и технологий приводят к увеличению доли интеллектуального труда, творческой функции рабочего в труде, к его профессиональной мобильности и, естественно, вызывают преобразование системы знаний, умений и навыков, которые должны получить учащиеся в школе.

Систематические исследования в области компьютерной поддержки профессионального образования имеют более чем 30 - летнюю историю. За этот период в учебных заведениях США, Франции, Японии, России и ряда других стран было разработано множество компьютерных систем учебного назначения, ориентированных на различные типы ЭВМ. Однако сфера применения таких систем гораздо шире. Это крупные промышленные предприятия, военные и гражданские организации, ведущие самостоятельную подготовку и переподготовку кадров. Кроме того, в развитых странах становится уже стандартом снабжать новые сложные машины и технологии компьютерными обучающими системами, ускоряющими процесс их освоения и внедрения.

За рубежом разработку «мягкого» компьютерного продукта учебного назначения (методических и программно - информационных средств) считают весьма дорогостоящим делом в силу его высокой наукоемкости и необходимости совместной работы высококвалифицированных специалистов: психологов, преподавателей - предметников, компьютерных дизайнеров, программистов. Несмотря на это, многие крупные зарубежные фирмы финансируют проекты создания компьютерных учебных систем в образовательных учреждениях и ведут собственные разработки в данной области. В методологическом плане разработка и использование компьютерных средств поддержки профессиональной подготовки, в первую очередь «мягкого» продукта, с самого начала развивались по двум направлениям, слабо связанным между собой. Первое направление опирается в своей основе на идеи программированного обучения. В его рамках разрабатываются и эксплуатируются автоматизированные обучающие системы (АОС) по различным учебным дисциплинам.

Ядром АОС являются так называемые авторские системы, позволяющие преподавателю - разработчику вводить свой учебный материал в базу данных и программировать с помощью специальных авторских языков или других средств алгоритмы его изучения. Характерными представителями АОС, построенных на алгоритмах программного обучения, длительное время являлись за рубежом система PLATO, в нашей стране - семейство АОС ВУЗ. С начала 90 - х гг. XX века в России и странах СНГ распространились инструментальные среды для создания компьютерных курсов на ПЭВМ типа IBM PC зарубежного (Private Tutor, Link Way, Costoc) и отечественного производства: АДОНИС, УРОК и другие. Второе направление компьютерной поддержки общеобразовательной и профессиональной подготовки является как бы вторичным приложением «мягкого» продукта компьютеризации различных отраслей человеческой деятельности (науки, техники, экономики). Это отдельные программы, пакеты программ, элементы автоматизированных систем (АСУ, САПР, АСНИ, АСУП), предназначенные для автоматизации трудоемких расчетов, оптимизации исследования свойств объектов и процессов на математических моделях. Применение таких программных систем в профессиональной подготовке традиционно носит более массовый характер, чем использование АОС, как в нашей стране, так и за рубежом, но, в силу своей разобщенности в содержательном плане и отсутствия единой дидактической платформы, менее известно, систематизировано и обобщено в научно - методической литературе.

Среди многочисленных работ по адаптации отраслевых программных разработок для целей обучения определенной системностью и попыток дидактических и технических обобщений в нашей стране выделяются работы по созданию учебно-исследовательских САПР и АСНИ. С начала 80 - х гг. интенсивно развивается новое направление в компьютеризации обучения - интеллектуальные обучающие системы (ИОС), основанные на работах в области искусственного интеллекта. Существенной частью ИОС являются модели регулируемого процесса обучения, предметной области, на основе которых для каждого обучаемого может строиться рациональная стратегия обучения. Базы знаний ИОС могут содержать, наряду с формализованными знаниями, экспертные знания в предметных областях и сфере обучения. Работы в области создания ИОС, безусловно, перспективны, но находятся пока на стадии лабораторных исследований и, несмотря на некоторые примеры успешного применения, на уровень массовой технологии еще не вышли.

«Персональная революция» 80 - х гг. принесла в сферу обучения не только новые технические, но и дидактические возможности - доступность ПЭВМ, простота диалогового общения и, конечно же, графика. Применение графических иллюстраций в учебных компьютерных системах не только позволяет увеличить скорость передачи информации обучаемому и повысить уровень ее понимания, но и способствует развитию таких важных для специалиста любой отрасли качеств, как интуиция, профессиональное «чутье», образное мышление. А на рынке компьютерных технологий появляются еще более перспективные для целей профессиональной подготовки технические и программные новинки. Это оптические внешние запоминающие устройства на компакт - дисках СD - ROM (Compact Disk Read Memory) с большими объемами памяти (сотни мегабайт), инструментальные программные средства гипертекста, мульти и гипермедиа, системы «виртуальной реальности».

Компьютер, снабженный техническими средствами мультимедиа, позволяет использовать дидактические возможности видео и аудиоинформации. С помощью систем гипертекста можно создать перекрестные ссылки в текстовых массивах, что облегчает поиск нужной информации по ключевым словам. Системы гипермедиа позволяют связать друг с другом не только фрагменты текста, но и графику, оцифрованную речь, звукозаписи, фотографии, мультфильмы, видеоклипы. Использование таких систем позволяет создавать и широко тиражировать на лазерных компакт - дисках «электронные» руководства, справочники, книги, энциклопедии. Развитие информационных телекоммуникационных сетей дает новый импульс системам дистанционного обучения, обеспечивает доступ к гигантским объемам информации, хранящимся в различных уголках нашей планеты. Новые аппаратные и программные средства, наращивающие возможности компьютера, переход в разряд анахронизма понимания его роли как вычислителя постепенно ведут к вытеснению термина «компьютерные технологии» термином «информационные технологии».

Под этим термином понимают процессы накопления, обработки, представления и использования информации с помощью электронных средств. Так, суть информатизации образования определяют как создание условий учащимся для свободного доступа к большим объемам активной информации в базах данных, базах знаний, электронных архивах, справочниках, энциклопедиях. Следуя этой терминологии, можно определить информационные технологии обучения (ИТО) как совокупность электронных средств и способов их функционирования, используемых для реализации обучающей деятельности. В состав электронных средств входят аппаратные, программные и информационные компоненты, способы применения которых указываются в методическом обеспечении ИТО. Впечатляющий прогресс в развитии аппаратных инструментальных программных средств ИТО предоставляет хорошие технические возможности для реализации различных дидактических идей. Однако, как показывает анализ отечественных и зарубежных компьютерных систем учебного назначения, многие из них по своим дидактическим характеристикам нельзя назвать даже удовлетворительными. Дело в том, что уровень качества «мягкого» продукта учебного назначения закладывается на этапе его проектирования при подготовке учебного материала для наполнения баз данных АОС и электронных учебников, при создании сценариев учебной работы с компьютерными системами моделирующего типа, при разработке задач и упражнений.

К сожалению, методические аспекты ИТО не поспевают за развитием технических средств. Да это и не удивительно, поскольку в методическом плане ИТО интегрируют знания таких разнородных наук, как психология, педагогика, математика, кибернетика, информатика, причем психолого - педагогический базис является определяющим в этой интеграции. Именно отставание в разработке психолого - педагогических проблем, «нетехнологичность» имеющихся разработок считают одной из основных причин разрыва между потенциальными и реальными возможностями ИТО. Разработка средств ИТО для поддержки профессионального образования осложняется еще и необходимостью хорошо знать содержание предметной области и учитывать присущую ей специфику обучения. Двойственный характер компьютеризации профессиональной подготовки

Анализ многолетнего опыта внедрения систем автоматизированного проектирования в учебных заведениях и проектно - конструкторских организациях позволяет сделать следующие выводы. Автоматизация учебных работ профессионального характера создает, с одной стороны, предпосылки для более глубокого познания свойств изучаемых объектов и процессов на математических моделях, проведения параметрических исследований и оптимизации. Однако осмысленное применение систем автоматизации профессиональной деятельности требует достаточно высокой квалификации, которой учащиеся еще не обладают. Нередко они успешно овладевают лишь аппаратными и программными компонентами автоматизированных систем. Профессиональная же квалификация в предметной области, связанная с вопросами построения математических моделей и анализа компьютерных расчетов, растет медленно, либо совсем не растет.

Учащиеся порой не получают в полном объеме даже тех знаний, которые им давало традиционное «докомпьютерное» обучение. К тому же относительная легкость получения результата с применением ЭВМ снижает интерес к самому результату. Так, целеустремленный поиск путем ряда проб оптимального или рационального решения в проектных задачах гораздо интереснее и поучительнее для будущего специалиста, чем получение только одного оптимального проекта, который нельзя улучшить и не с чем сравнить. Двойственный характер компьютеризации профессиональной подготовки заставляет задуматься над методикой применения в учебном процессе систем автоматизации профессиональной деятельности, рациональным их сочетанием с другими средствами поддержки обучения.

ДОБАВИТЬ БОЛЬШЕ ССЫЛОК НА ИСТОЧНИКИ!