Применение имитационных и моделирующих роликов на уроках информатики на примере темы "Информационный обмен в топологиях компьютерных сетей"

На сегодняшний день много говорят о компьютеризации и информатизации учебного процесса. Конечно, это связано, прежде всего, со стремительным развитием информационных технологий. Компьютеризация учебного процесса должна касаться не только дисциплин, связанных с компьютером и информационными технологиями, но и всех других дисциплин, не имеющих такой привязки.

Основными направлениями компьютеризации учебного процесса являются:

• Создание электронных вариантов учебников, конспектов лекций, практических пособий;
• Разработка системы тестов для текущего и результирующего контроля знаний студентов;
• Использование компьютеров в лабораторном практикуме и др.

Электронные учебные пособия являются главной частью компьютерного программно-методического комплекса.

Анализ различных классификаций электронных обучающих систем показывает, что среди них выделяют следующие типы:

• Программы-тренажеры – предназначены для формирования и закрепления умений и навыков, а также для самоподготовки обучаемых. При использовании этих программ предполагается, что теоретический материал обучаемыми уже усвоен.
• Контролирующие программы, предназначенные для контроля определенного уровня знаний и умений. Известно, что контроль знаний обучаемых представляет собой одно из самых важных и в то же время по характеру организации и уровню теоретической исследованности одно из самых слабых звеньев учебного процесса.
• Наставнические программы, которые ориентированны преимущественно на усвоение новых понятий, многие из них работают в режиме, близком к программированному обучению с разветвленной программой. Обучение с помощью таких программ ведется в форме диалога, однако по большей части ведется диалог, построенный на основе формального преобразования ответа обучаемого, т.е. фактический диалог.
• Демонстрационные программы, предназначенные для наглядной демонстрации учебного материала описательного характера. Преподаватель может успешно использовать компьютер в качестве наглядных пособий при объяснении нового материала. Большими возможностями в интенсификации учебного процесса обладают те демонстрационные программы, в которых используется диалоговая или интерактивная графика.
• Информационно-справочные программы предназначены для вывода необходимой информации.
• Имитационные и моделирующие программы, предназначенные для «симуляции» объектов и явлений. Эти программы особенно целесообразно применять, когда явление осуществить невозможно или это весьма затруднительно. При использовании таких программ абстрактные понятия становятся более конкретными и легче воспринимаются обучаемыми. Кроме того, учащиеся получают гораздо больше знаний при активном усвоении материала, чем просто запоминая пассивно полученную информацию.

Конечно же, каждый преподаватель (учитель) с большой буквы этого слова широко применяет на своих занятиях различные виды электронных обучающих систем, тем более что в настоящее время особых проблем по их приобретению нет. Но, как правило, чаще всего в готовых приобретаемых средствах (учебниках, тестовых программах, видео-фильмах) в основном уделяется внимание базовому материалу, возможно, это и правильно. А что же делать, если необходимо рассмотреть какой-либо раздел или тему более углубленно? Что делать, если какая-то тема никак «не хочет усваиваться» обучаемыми? Вот здесь преподаватель (учитель) в очередной раз становится «творцом» и начинает думать, анализировать, разрабатывать…

Мне бы хотелось поделиться своими мыслями и разработками в области применения имитационных и моделирующих роликов на примере темы «Информационный обмен в топологиях компьютерных сетей».

Следует отметить, что это одна из тех тем, которые являются трудными для восприятия без применения наглядности или практического закрепления.

Применение демонстрационных картинок и роликов, иллюстрирующих различные явления и процессы, позволяет не только активизировать познавательную деятельность обучаемых, но и повысить уровень усвоения учебного материала, увеличить скорость передачи информации, способствует развитию образного мышления, интуиции.

Для проведения занятий по темам «Топологии компьютерных сетей», «Обмен данными в топологиях компьютерных сетей» был разработан комплект анимационных роликов. Для их создания применялись: технологии интерактивной анимации и язык Action Script (Macromedia Flash MX), приемы и эффекты создания графических изображений (CorelDraw, Photoshop). Основное назначение технологии Flash – это создание высококачественной интерактивной анимации, которую можно представлять при относительно небольшом размере итогового файла.

Комплект созданных роликов предназначен для иллюстрации методов обмена в различных топологиях сети: централизованного – в «Звезде», случайного – в «Шине», маркерного – в «Кольце», а также информационного обмена в комбинированных топологиях. Эти ролики демонстрируют не только передачу и прием данных в сети, но и ситуации столкновения пакетов данных – коллизии, работу дополнительных аппаратных средств (коммуникационного оборудования).

Далее в статье приводится описание основных составляющих интерфейса электронного средства и план урока по теме «Информационный обмен в топологиях компьютерных сетей».

Основные составляющие интерфейса электронного средства «Комплект анимационных роликов по топологиям компьютерных сетей»

При запуске электронного средства открывается окно, в котором предлагаются следующие разделы для иллюстрированного показа методов информационного обмена: «Базовые топологии», «Комбинированные топологии», «Коллизия» (Рис. 1).

При выборе одного из разделов (по ссылке) открывается соответствующее окно. Так, например, при активизации ссылки базовых топологиях появляется окно для иллюстрации или характеристики выбранной структуры сети, для чего предназначены кнопки Топологии и Описание (Рис. 2).

Для того чтобы просмотреть анимацию или прочитать описание необходимо кликнуть по желтой кнопке рядом с названием топологии сети (Рис. 3). В описании приводится краткая характеристика метода управления для выбранной структуры сети.

Для просмотра ролика необходимо активизировать кнопку Play (Рис. 4). Для возврата в главное меню (Рис. 1) предназначена ссылка <<Home.

Аналогичным образом осуществляется просмотр роликов в окнах «Комбинированные топологии» (Рис. 5) и «Коллизия» (Рис. 6). Названные разделы также содержат теоретическую часть – описание.

Разработанный комплект роликов можно использовать в качестве обучающего средства как для проведения учебных занятий, так и для самоподготовки. Наличие такого программного средства окажет помощь преподавателю (учителю) и обучаемым в изучении тем по разделу «Компьютерные сети». В целом, подобного рода разработки позволяют, во-первых, добиться максимально высокого качества представления материалов, что не всегда удается при работе с доской и мелом (или маркером), особенно при воспроизведении рисунков, и, во-вторых, дополнить лекционный материал большим количеством примеров, рассмотрение которых позволяет обучаемому не только уяснить практические методы применения теоретических положений, но и ознакомиться с их решением.

Использование в программных средствах современных компьютерных технологий, например, как графики, технологий интерактивной анимации способствуют повышению интереса к изучению конкретной дисциплины и к обучению в целом.

Замечание. Для качественного просмотра анимационных роликов (файлов *.swf, находящихся в приложениях) необходим FlashPlayer. Данная программа устанавливается вместе с программой Macromedia Flash. Если FlashPlayer отсутствует, ролики можно открыть с помощью Internet Explorer, но в этом случае ссылки переключения между окнами работать не будут и каждый файл необходимо открывать отдельно. Если содержимое в окне Internet Explorer не отображается (появляется панель информации), необходимо выполнить команду контекстного меню Разрешить заблокированное содержимое…

Для вызова главного окна (Рис. 1) необходимо запустить файл Приложение1.swf, находящийся в (Приложении 1). Для открытия окон базовые топологии (Рис. 2), комбинированные топологии (Рис. 5), коллизия (Рис. 6) предназначены файлы (Приложение2.swf), (Приложение3.swf), (Приложение4.swf) соответственно.

План проведения урока

Общее время проведения урока (уроков): 1ч. 20 мин.

Цели урока:

1. Обучающие: продолжить формирование понятий: «топология сети», «топология шина», «топология звезда», «топология кольцо»; формирование умения иллюстрировать базовые и комбинированные топологии; давать сравнительную характеристику базовых топологий;
2. Развивающие: продолжить формирование грамотной устной и письменной речи, терминов информационных технологий; развитие памяти, внимания, развитие приемов логического мышления (обобщение, сравнение, анализ);
3. Воспитательные: воспитание организованности; формирование коммуникативных умений (в частности, умение работать в парах).

Тип урока: комбинированный (повторение изученного материала, получение новых сведений, обобщение и закрепление материала по всей теме).

Средства обучения, оборудование: локальная вычислительная сеть (возможно компьютер и проектор), электронное учебное средство «Комплект анимационных роликов», шаблоны сравнительных таблиц, дидактические материалы (иллюстрация топологий).

Формы работы: фронтальная, парная.

Общие методы обучения:

• объяснительно-иллюстративный;
• частично-поисковый.

Структура урока

В заключении хочу отметить, что разработанные ролики, представленные в качестве примера в данном материале, а также многие другие, успешно применяются мною и моими коллегами на учебных занятиях, при этом излагаемый новый материал становится более доступным обучаемым, а рассматриваемые темы изучаются с большим интересом.