Компьютерная система обучения: аппаратные и программные средства. Сетевые обучающие системы. Фундаментальные исследования Компьютерные обучающие системы

Существует большое многообразие компьютерных систем обучения по функциональному назначению и техническому исполнению. Однако общим для всех является их состав: любая компьютерная система содержит в комплексе как аппаратные, так и программные средства (схема 4). Для реализации КО требуется две части: информационно-вычислительная техника (аппаратные средства) и программное обеспечение - набор программ разного назначения.
Программное обеспечение - мозг системы. Это управляющая среда, которая в зависимости от возникающей ситуации адекватно реагирует на действия обучаемого. Компьютерная программа учебного назначения - это любое программное средство, специально разработанное для применения в обучении. Выше были охарактеризованы основные типы программ по их дидактическому назначению.
Уровень компьютерной системы обучения в равной степени определяется не только программой, но и аппаратной составляющей. Под аппаратурой понимается ЭВМ как совокупность оборудования и средств, обеспечивающих ввод-вывод, модификацию текстовой, графической, аудио- и видеоинформации. Основными компонентами аппаратуры являются тип процессора, тип шины (магистрали), размер и характеристики памяти, параметры внешних носителей информации, звуковые адаптеры, видеоадаптеры, периферия.
В настоящее время в развитии аппаратных средств открылось «второе дыхание»: появляются принципиально новая компьютерная техника, различные конфигурации технических и компьютерных средств. Одним из перспективных направлений в этом плане является использование компьютера как универсального комплексного технического средства, способного выполнять функции книги, пишущей машинки, магнитофона, радио, кино, видеостенки, видеодоски и др.
ЭВМ, которые используются в учебном процессе, должны быть надежными и обеспечивать решение всех задач, встречающихся в учебных курсах. Они могут иметь разное быстродействие и память, но должны обеспечивать высокую степень готовности. Последнее чрезвычайно важно, так как даже частичный отказ может привести к срыву учебного процесса.
Интенсивное развитие микроэлектроники привело к значительному расширению возможностей и одновременному удешевлению вычислительной техники. Это обеспечивает ее повсеместное распространение. Теперь персональные компьютеры стали действительно персональными в полном смысле этого слова. Они уверенно входят в школьную и повседневную жизнь, как когда-то радио и телевизоры.
Можно назвать несколько причин успеха персональных компьютеров. Одна из главных - простота использования, обеспеченная с помощью диалогового способа взаимодействия с компьютером, удобных и понятных интерфейсов программ (меню, подсказки, «помощь» и т.д.). Возможность индивидуального взаимодействия с компьютером без каких-либо посредников и ограничений - это другая причина. В качестве «технических» причин выделим следующие. Во-первых, относительно высокие возможности по переработке информации (типичная скорость - несколько десятков миллионов операций в секунду, емкость оперативной памяти - от нескольких Мбайт до сотен Мбайт, емкость жестких дисков - до десятков Гбайт). Во-вторых, высокая надежность и простота ремонта, которые основаны на интеграции компонентов компьютера. В-третьих, возможность расширения и адаптации к особенностям применения компьютеров: один и тот же компьютер может быть оснащен различными периферийными устройствами и мощными системами для разработки нового программного обеспечения.
Нынешнее состояние компьютерных систем обучения характеризуется противоречивыми тенденциями. С одной стороны, колоссальный рост числа компьютеров, используемых в обучении, а с другой- их несовместимость. Например, приобретая ту или иную модель компьютера, школа не всегда может воспользоваться программным обеспечением, предназначенным для других моделей. Современное состояние компьютерного обучения имеет большой разрыв в качестве обучающих программ; рынок наводнен примитивными программами, которые не повышают эффективность обучения, а нередко дают и отрицательный результат.
Развитие техники идет колоссальными темпами; появляются разновидности компьютерного обучения с привлечением автоматизированных обучающих систем (АОС). Работа над системами ведется во многих научно-педагогических центрах.
Следует различать компьютерные системы обучения автономного режима и сетевые (дистантные).
Когда обучаемый расположен в непосредственной близости от компьютера как источника знаний - в этом случае говорят о системе обучения, работающей в автономном режиме. Совершенно новые перспективы открывают для КО телекоммуникационные сети и интеллектуальные обучающие системы (ИОС), Объединение таких систем и сетей уже сегодня позволяет создавать как локальные вычислительные сети (ЛВС), так и глобальные системы дистанционного образования.
Основной мотивацией усилий по разработке ИОС является желание ускорить процесс обучения за счет целенаправленного, методически грамотного курса, использующего современные достижения педагогов, и неявного стремления снизить затраты на образование, сделать его унифицированным и независимым от квалификации педагога.
Существует большое разнообразие ЛВС, построенных по различным принципам и структурам. Они позволяют коллективно использовать периферийное оборудование (принтеры, плоттеры, жесткие диски большой емкости), дорогостоящее лицензионное, а также программное обеспечение. Но не эти преимущества являются первостепенными. Основное - необходимость рационального использования аппаратных средств. Имеющийся парк персональных компьютеров, как правило, пополняется лишь единицами новых. В результате оказывается большое их разнообразие, имеющее различные графические и другие возможности. ЛВС позволяет с минимальными затратами модернизировать устаревшие компьютеры, а следовательно, более экономно расходовать средства.
Самое значительное преимущество ЛВС заключается в возможности использования практически неограниченного объема информации глобальной компьютерной сети под названием INTERNET (ИНТЕРНЕТ). ИНТЕРНЕТ - это уникальное средство доступа к информации на мировом уровне по разным сферам деятельности человека- экономике, технике, науке, культуре, образовании. База данных ИНТЕРНЕТА используется для ознакомления с новейшими зарубежными публикациями, каталогами фирм-производителей современной компьютерной продукции и т.д., что особенно актуально в условиях сокращающегося потока традиционных носителей информации. ИНТЕРНЕТ - это перспективное средство дистанционного образования.
В настоящее время интенсивно разрабатываются автоматизированные заочные (дистантные) компьютерные системы обучения, в том числе и на основе ИНТЕРНЕТА. Изучение наук в этом случае реализуется посредством общения обучающегося заочно, через компьютерную сеть не только с компьютером, но и с преподавателем, напрвляющим учебный процесс. Здесь успех в значительной степени зависит от модератора (преподавателя, курирующего учебный процесс). Он обеспечивает успешное начало, обучение и помощь на начальной стадии, поддержку в разработке, развитии и завершении темы.
Сетевые компьютерные обучающие системы позволяют индивидуальным пользователям, находящимся на своих рабочих местах или дома, иметь доступ не только к мощным академическим сетям, но и подсоединяться к новейшим сетевым (мультимедийным) средствам обучения. Производители последних разрабатывают продукт с высокой степенью стандартизации и совместимости, распространения его в масштабах всей национальной системы образовании. Современные локальные академические сети (ЛВС и другие) подключаются к национальным. Местные академические сети посредством баз данных и баз знаний обеспечивают широкий спектр учебного материала и учебных пособий.
Укажем некоторые приоритетные направления в развитии компьютерных сетей:
1) локальные и региональные сети ЭВМ;
2) электронная почта;
3) телеконференции;
4) электронные журналы;
5) распределение базы данных;
6) электронные библиотеки;
7) экспертные системы;
8) настольные издательские системы;
9) электронные учебники;
10) обучающие системы на основе мультимедиаподхода (при лекционной форме обучения) и др.
Аппаратные и программные средства в компьютерных системах обучения тесно взаимосвязаны между собой, об этом можно судить по, признаку классификации обучающих программ на три уровня. При работе с программами первого уровня обучаемый читает текст на экране монитора, который прерывается контрольными вопросами. На них нужно ответить, выбрав правильный ответ из нескольких предложенных.
Учебные программы второго уровня уже предполагают возможность использования двухмерной графики, простого звукового ряда, логического ответа обучаемого. В этом случае формы представления информации на экране - текстовая и графическая.
Учебные программы третьего уровня представляют информацию в трехмерной компьютерной графике, со звуко- и видеорядом. Одновременное использование различных средств представления информации и обозначают термином «мультимедиа». Информация на компьютере может быть представлена в виде печатного текста, озвученного текста, таблицы, графика, диаграммы, карты, фотографии, картины, мультипликационного или видеофрагмента. Разнообразие форм представления и неограниченные объемы информации, возможность многократного обращения и повторения одного и того же материала, установления индивидуального темпа работы, «дружелюбная» форма общения и другие характеристики компьютера делают его незаменимым средством обучения по любой дисциплине.
Опыт применения мультимедиа в системе образования выявил главные преимущества этой системы, которые развиваются по мере совершенствования как аппаратных, так и программных средств. Они состоят в наличии точек разветвления в программе, что позволяет обучаемым регулировать процесс восприятия информации, либо вернуться назад для повторения материала, либо перейти к любой другой точке разветвления. Чем больше таких точек, тем выше интерактивность программы и ее гибкость в процессе обучения. Другое важнейшее преимущество - аудио-сопровождение (стерео- и квадро) учебной информации. Еще более эффективным является сочетание аудиокомментариев с видеоинформацией или анимацией. Значительно повышает качество восприятия информации музыкальное сопровождение учебного процесса.
По мнению ведущих экспертов в этой области, системы обучения на мультимедиа совершенствуются в двух направлениях: как по линии программных средств, так и аппаратных. Уже сейчас многие производители персональных компьютеров включают в конфигурацию как стандартную периферию голосовые синтезаторы и всевозможные адаптеры.
Поток мультимедийных материалов, имеющихся сейчас в ИНТЕРНЕТЕ, становится все более мощным, эффективным средством образования. ИНТЕРНЕТ дает шанс общаться через мировую компьютерную сеть, обсуждать результаты научного поиска на постоянно действующих семинарах, проводимых периодически конференциях без выезда на место их проведения и многое другое. Огромный опыт применения мультимедиа накоплен в западной системе образования.
Однако существуют проблемы, которые в определенной мере препятствуют прогрессу в этой области в ряде стран, в том числе и в Беларуси. Доступ в ИНТЕРНЕТ все еще очень дорог. Достаточно сложно использовать модем для того, чтобы связаться с удаленным сервером, компьютер не подключен в локальную сеть. Для того, чтобы загрузить графику, аудио- и видеофайлы, требуется высокоскоростной компьютер и сеть. Те, у кого компьютеры устаревшей конфигурации, могут испытывать неудобства в работе из-за того, что загрузка файлов, доступ к ИНТЕРНЕТ осуществляются очень медленно. Работа в системе Web обычно требует большого количества памяти ЭВМ и некоторые компьютеры приходится модернизировать или заменять для того, чтобы пользоваться нужными программами (например, Mosaic или Netscape).
Компьютерные технологии развиваются очень быстро и, видимо, в скором времени как компьютеры, так и программное обеспечение станут достаточно дешевыми и скорость передачи информации в сети значительно увеличится. Все это будет способствовать беспрепятственному доступу к международной сети преподавателей, студентов, школьников и, в результате, - более эффективному их обучению.

с учетом истории развития компьютерного обучения различают два вида компьютерных обучающих систем: традиционные и интеллектуальные. Основные особенности интеллектуальных обучающих систем (ИОС): управление учебной деятельностью с учетом всех ее особенностей на всех этапах решения учебной задачи, начиная от постановки и поиска принципа решения и заканчивая оценкой оптимальности решения; обеспечение диалогового взаимодействия, как правило, на языке, близком к естественному. В ИОС индивидуализированное обучение осуществляется на основе динамической модели учащегося. Благодаря тому, что компьютер может объяснить свои действия, а учащийся получает возможность увидеть результаты этих действий, появляются новые возможности в осуществлении учащимися рефлексии своей деятельности. Допускается постановка учащимися учебных задач и управление процессом их решения. ИОС позволяют обеспечить распределение управляющих функций между компьютером и учащимся, передавая последнему, по мере формирования учебной деятельности, новые обучающие функции и обеспечивая тем самым оптимальный переход от учения к самообучению. В ИОС, в отличие от традиционных систем компьютерного обучения, решения заранее не программируются, а в соответствии с заложенной в нее системой правил организуют управление учебной деятельностью как эвристический процесс. Наряду с ИОС, в состав которых входят экспертные системы, широкое распространение получили так называемые пассивные ИОС (компьютерные учебные среды, микромиры), построенные по принципу «учение без обучения» (ЛОГО). Система компьютерного обучения включает техническое (компьютер), программное и учебное обеспечение. Процесс обучения может поддерживаться многими программами. Комплекс программ, выполняющих одну или несколько взаимосвязанных функций в процессе обучения, называют модулем. ИОС содержат, как правило, следующие модули: эксперт, педагогический модуль (обеспечивающий управление учением), модель учащегося, пользовательский интерфейс.

В современном процессе обучения используется следующий ряд новых технических средств :

· учебные электронные издания;

· компьютерные обучающие системы;

· аудио-, видео-учебные материалы и многие др.

Электронные издания учебного назначения, обладая всеми особенностями бумажных изданий, имеют ряд положительных отличий и преимуществ. Вчастности: компактность хранения в памяти компьютера или на дискете, гипертекстовые возможности, мобильность, тиражируемость, возможность оперативного внесения изменений и дополнений, удобство пересылки по электронной почте. Это автоматизированная обучающая система, которая включает в себя дидактические, методические и информационно-справочные материалы по учебной дисциплине, а так же программное обеспечение, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ позволяет комплексно использовать их для самостоятельного получения и контроля знаний.

Компьютерные обучающие и контролирующие программы – программные средства учебного назначения, которые широко используются в образовательном процессе и позволяют:

§ индивидуализировать подход и дифференцировать процесс обучения;

§ контролировать обучаемого с диагностикой ошибок и обратной связью;

§ обеспечить самоконтроль и самокоррекцию учебно-познавательной деятельности;

§ моделировать и имитировать процессы и явления;

§ проводить лабораторные работы, эксперименты и опыты в условиях виртуальной реальности;

§ повысить интерес к процессу обучения, используя игровые ситуации и многое др.

Аудио – и видеоучебные материалы – записываются на магнитные носители, аудио – и видеокассеты и бывают представлены обучаемому с помощью магнитофона, видеомагнитофона или лазерных компакт-дисков CD-ROM.

Компьютерные системы обучения.

Применение компьютера как аппаратного средства характеризует его как совокупность оборудования и средств, обеспечивающих ввод-вывод, модификацию текстовой, графической аудио- и видеоинформации. Как универсальное ТСО компьютер способен выполнять функции книги, пишущей машинки, магнитофона, кино, видео и др. Эффективность компьютера как ТСО определяется типом процессора, размером и характеристикой памяти, звуко- и видеоадапторами и др.

Программное средство - это компьютерная программа учебного назначения. Такие программы бывают следующих типов:

□ автоматизированные системы обучения (АСО) - компьютерные учебники, программный пакет, обеспечивающий возможность самостоятельно освоить учебный курс или его большой раздел;

□ лабораторные практикумы (ЛП) - программа, служащая для проведения наблюдений, их численного и графического представления, исследования различных объектов на практике;

□ тренажеры (TP) - программы, используемые для отработки и закрепления технических навыков при решении задач, выполнения упражнений;

□ контролирующие программы (КП) - программы, предназначенные для проверки (и оценки) качества знаний обучающихся;

□ справочные системы (СС) - программы, предназначенные для хранения и предъявления обучаемому разнообразной учебной справочной информации;

□ компьютерные игры (КИ) по назначению делятся на два класса: деловые (подражание жизненным ситуациям) и соревновательные.

□ мультимедиа (от англ. multimedia - многокомпонентная среда) - программы, позволяющие использовать текст, графику, видео и мультипликацию в интерактивном режиме и тем самым расширяющие область приме-нения компьютера в учебном процессе.

В условиях мультимедиаобразовательных технологий имеются уникальные возможности для стимулирования и поддержания высокого уровня познавательного интереса и развития творчества учащихся на основе обновляющихся форм и методов обучения. В числе таких форм могут быть телемосты, деловые и ролевые игры, выставки творческих достижений учащихся, КВН, турниры ораторов, интеллектуальные аттракционы, поэтические вечера, дискуссионные клубы и др.

Технические средства предъявления информации (ТСПИ).

Технические средства обучения (ТСО) - совокупность технических устройств и дидактических материалов, используемых в учебном процессе в качестве средства повышения эффективности обучения.

Схема применения ТСО выглядит следующим образом.

Технические средства предъявления информации (ТСПИ), обеспечивающие прямой канал передачи.

Технические средства контроля, обеспечивающие канал обратной передачи.

Технические средства управления обучением (ТСУО), обеспечивающие весь замкнутый цикл управления. Последний может замыкаться «через преподавателя» (например, при работе под его руководством в автоматизированном классе) или через техническое устройство (компьютер).

ТСПИ делятся на три группы (в зависимости от восприятия):

1. Слуховые или аудиосредства.

2. Зрительные или визуальные средства.

3. Аудиовизуальные средства.

При выборе того или иного ТСПИ, внимание обращают на содержательное и смысловое различие учебных материалов, а также, какое из средств, в каждой конкретной ситуации полнее и лучше реализуют дидактические функции.

К первой группе стоит отнести все звуковые технические устройства, способные записывать и воспроизводить аудиоинформацию, а также микрофоны, предназначенные для усиления речи.

К визуальным средствам относятся технические устройства, воспроизводящие информацию на собственном экране либо другой подготовленной поверхности для последующего ее зрительного восприятия. Источником информации могут быть любые электронные носители и материалы сети интернет, в случае, если она представляется посредством воспроизведения на экране персонального компьютера, планшета, мобильного устройства (а также с помощью проектора), либо в виде диафильмов и слайдов (в случае использования диапроекторов и графопроекторов).

Аудиовизуальные устройства - специализированные технические комплексы, позволяющие воспроизводить одновременно связанный друг с другом аудио- и визуальный ряд. В качестве источников информации используются электронные носители, материалы сети интернет, а также телевидение.

Кроме того можно выделить группу устройств, позволяющих интерактивно взаимодействовать с информацией.

История появления программ компьютерного обучения

Компьютерные технологии обучения в педагогике появились с появлением промышленных компьютеров в образовательных учреждениях. Первой обучающей системой на основе мощной ЭВМ фирмы Control Data Corporation была система Plato, разработанная в США в конце 1950-х гг., которая развивалась в течение 20 лет. Массовым создание и использование обучающих программ стало с начала 1980-х гг. с появлением и широким распространением персональных компьютеров. С тех пор применение ЭВМ для математических расчетов было оттеснено на второй план, а основным их применением стали образовательные функции и обработка текстов и графики.

С появлением примеров программ компьютерного обучения к их созданию приступило огромное количество педагогов, в основном специалистов по техническим наукам. В разрабатываемых программах реализовывался практический опыт преподавания конкретных дисциплин с помощью персональных компьютеров. В силу того, что педагоги-теоретики долгое время не принимали участие в разработке принципов этого нового направления в обучении, до сих пор нет общепризнанной психолого- педагогической теории компьютерного обучения. Таким образом, компьютерные обучающие программы создаются и применяются без необходимого учета принципов и закономерностей обучения.

Возможности компьютерных обучающих систем

Современный персональный компьютер может находить применение в обучении практически всем обучающим дисциплинам.

Возможности персонального компьютера в обучающей деятельности состоят в:

• интерактивном (диалоговом) режиме работы;
• «персональности» (небольшие размеры и доступная стоимость, которые позволяют обеспечить компьютерами учебный класс);
• высоких графических и иллюстративных возможностей;
• простоте управления;
• легкость регистрации и хранения информации о процессе обучения учащегося;
• возможность копирования и размножения обучающих программ.

При использовании персонального компьютера в качестве обучающего средства, его технические возможности:

• активизируют учебный процесс;
• индивидуализируют обучение;
• смещают акценты от теоретических знаний к практическим;
• повышают наглядность в предъявлении материала;
• повышают интерес учеников к обучению.

Диалоговый характер работы компьютера и его персональность позволяет активизировать обучение. При традиционном классном обучении на уроке активно работает 20–30% учащихся. При обучении в компьютерном классе работа с компьютерной обучающей программой стимулирует учеников к деятельности и позволяет контролировать ее результаты.

При организации компьютерного обучения каждый ученик может выбирать подходящий для него темп обучения. Для более глубокого и тонкого учета индивидуальных особенностей учащихся разработаны компьютерные программы, с помощью которых ведется обучение – педагогические программные средства (ППС):

• проведение начального теста дает возможность программе определить уровень обученности ученика, что позволяет соответственно этому уровню предлагать теоретический материал, вопросы и задачи, подсказки и помощь;
• легкий (базовый) уровень позволяет обучить слабых учеников, изложить теоретические сведения максимально упрощено, представить легкие вопросы и задачи, помощь имеет вид прямой подсказки;
• сложный уровень для обучения сильных учеников: теория излагается углубленно, предлагается решение творческих задач, которые требуют изобретательности и интуиции, помощь имеет вид наводящего на правильный путь сообщения.

Между легким и сложным уровнем обучающая программа может учитывать более тонкое деление подготовленности учащихся.

Определение 1

Компьютерные обучающие системы (КОС) – это специально разработанные программные модули, которые применяются в образовательном процессе и предназначены для управления познавательной деятельностью обучаемого, формирования и совершенствования его профессиональных знаний, умений и навыков.

Виды компьютерных обучающих систем

Существуют следующие виды КОС:

Интерактивная обучающая система – это компьютерная программа, которая предназначена для обучения и проверки знаний обучаемого в диалоговом режиме с применением современных средств компьютерного дизайна и технологии мультимедиа.

Интерактивная обучающая система может работать в нескольких режимах:

• Обучение – предоставляет учебно-теоретический материал, оснащенный рисунками, схемами и видеофрагментами. В конце каждого раздела размещаются контрольные вопросы.
• Экзамен – режим проверки усвоения полученного материала, формирование оценки;
• Помощь – сведения об обучающей системе;
• Лектор – формирование преподавателем демонстрационного блока из рисунков, фотографий, видеофрагментов, которые входят в обучающую систему;
• Статистика – вывод информации об успеваемости обучаемого при работе с обучающей системой.

1. Тренажер-имитатор – компьютерная обучающая программа, которая моделирует технологические ситуации при работе технологического оборудования и которые требуют управляющих воздействий персонала.

   Тренажеры-имитаторы также могут работать в нескольких режимах:

   • Навыки работы – предназначен для обучения управлением имитируемым технологическим оборудованием. Сначала все действия выполняются Мастером, а затем предполагается их самостоятельное повторение.
   • Обучение – происходит управление технологическим оборудованием с целью приведения технологических параметров к нужному значению.
   • Экзамен – для выполнения тех же технологических задач, что и в режиме Обучение, но без помощи Мастера и с ограничением по времени.
   • Помощь – сведения о работе с тренажером-имитатором.

   Преимущества тренажеров-имитаторов:

   • максимально приближены к реальной обстановке при использовании графического 3D-моделирования технологических объектов и полномасштабного математического моделирования всех физико-химических процессов;
   • дают возможность задавать и корректировать управляющие действия, контролировать все параметры по показаниям приборов на экранах дисплеев на технологической установке в лаборатории;
   • предоставляют возможность выполнять учебно-тренировочную задачу с помощью Мастера, подсказывающего следующее действие;
   • выполнение анализа действий ученика с выведением оценки каждого действия и протокола решения учебно-тренировочной задачи.

2. Обучающие-контролирующие системы и автоматизированные системы контроля знаний.

3. Электронный учебник.
4. Интерактивный учебный видеофильм.

Интерактивная обучающая система и тренажер-имитатор обладают максимальной информативностью, которая позволяет достичь наибольшей эффективности преподавания материала. С их помощью можно организовывать обучение и осуществлять контроль за результатом использования.

Замечание 1

Компьютерные обучающие системы стали обязательным компонентом учебного процесса, в связи с чем возникает все больше вопросов по их использованию. Особенно это касается краткосрочного обучения. Дистанционное обучение с помощью сетей Интранет и Интернет предоставляет учащимся использовать обучающие системы самостоятельно, при этом промежуточный и итоговый контроль за усвоением материала может проводится в традиционном очном режиме непосредственно на аудиторных занятиях с преподавателем.

Преимуществом использования компьютерных обучающих систем в учебном процессе является предоставление возможности оперативной переработки их содержимого, что соответствует высокому темпу технического прогресса и модернизации оборудования.

Компьютерные обучающие средства делятся на:

компьютерные учебники;

предметно-ориентированные среды;

лабораторные практикумы;

тренажеры;

системы контроля знаний;

справочники и базы данных учебного назначения;

инструментальные системы;

эксперно-обучающие системы.

Автоматизированные обучающие системы (АОС) - комплексы программно-технических и учебно-методических средств, обеспечивающих активную учебную деятельность. АОС обеспечивают не только обучение конкретным знаниям, но и проверку ответов учащихся, возможность подсказки, занимательность изучаемого материала и др.

АОС представляют собой сложные человеко-машинные системы, в которых объединяется в одно целое ряд дисциплин: дидактика (научно обосновываются цели, содержание, закономерности и принципы обучения); психология (учитываются особенности характера и душевный склад обучаемого); моделирование, машинная графика и др.

Основное средство взаимодействия обучаемого с АОС - диалог . Диалогом с обучающей системой может управлять как сам обучаемый, так и система. В первом случае обучаемый сам определяет режим своей работы с АОС, выбирая способ изучения материала, который соответствует его индивидуальным способностям. Во втором случае методику и способ изучения материала выбирает система, предъявляя обучаемому в соответствии со сценарием кадры учебного материала и вопросы к ним. Свои ответы обучаемый вводит в систему, которая истолковывает для себя их смысл и выдает сообщение о характере ответа. В зависимости от степени правильности ответа, либо от вопросов обучаемого система организует запуск тех или иных путей сценария обучения, выбирая стратегию обучения и приспосабливаясь к уровню знаний обучаемого.

Экспертные обучающие системы (ЭОС). Реализуют обучающие функции и содержат знания из определенной достаточно узкой предметной области. ЭОС располагают возможностями пояснения стратегии и тактики решения задачи изучаемой предметной области и обеспечивают контроль уровня знаний, умений и навыков с диагностикой ошибок по результатам обучения.

Учебные базы данных (УБД) и учебные базы знаний (УБЗ), ориентированные на некоторую предметную область. УБД позволяют формировать наборы данных для заданной учебной задачи и осуществлять выбор, сортировку, анализ и обработку содержащейся в этих наборах информации. В УБЗ, как правило, содержатся описание основных понятий предметной области, стратегия и тактика решения задач; комплекс предлагаемых упражнений, примеров и задач предметной области, а также перечень возможных ошибок обучаемого и информация для их исправления; база данных, содержащая перечень методических приемов и организационных форм обучения.

Системы Мультимедиа. Позволяют реализовать интенсивные методы и формы обучения, повысить мотивацию обучения за счет применения современных средств обработки аудиовизуальной информации, повысить уровень эмоционального восприятия информации, сформировать умения реализовывать разнообразные формы самостоятельной деятельности по обработке информации.

Системы Мультимедиа широко используются с целью изучения процессов различной природы на основе их моделирования. Здесь можно сделать наглядной невидимую обычным глазом жизнь элементарных частиц микромира при изучении физики, образно и понятно рассказать об абстрактных и n-мерных мирах, доходчиво объяснить, как работает тот или иной алгоритм и т.п. Возможность в цвете и со звуковым сопровождением промоделировать реальный процесс поднимает обучение на качественно новую ступень.

Системы <Виртуальная реальность>. Применяются при решении конструктивно-графических, художественных и других задач, где необходимо развитие умения создавать мысленную пространственную конструкцию некоторого объекта по его графическому представлению; при изучении стереометрии и черчения; в компьютеризированных тренажерах технологических процессов, ядерных установок, авиационного, морского и сухопутного транспорта, где без подобных устройств принципиально невозможно отработать навыки взаимодействия человека с современными сверхсложными и опасными механизмами и явлениями.

Образовательные компьютерные телекоммуникационные сети. Позволяют обеспечить дистанционное обучение (ДО) - обучение на расстоянии, когда преподаватель и обучаемый разделены пространственно и (или) во времени, а учебный процесс осуществляется с помощью телекоммуникаций, главным образом, на основе средств сети Интернет. Многие люди при этом получают возможность повышать образование на дому (например, взрослые люди, обремененные деловыми и семейными заботами, молодежь, проживающая в сельской местности или небольших городах). Человек в любой период своей жизни обретает возможность дистанционно получить новую профессию, повысить свою квалификацию и расширить кругозор, причем практически в любом научном или учебном центре мира.

В образовательной практике находят применение все основные виды компьютерных телекоммуникаций: электронная почта, электронные доски объявлений, телеконференции и другие возможности Интернета. ДО предусматривает и автономное использование курсов, записанных на видеодиски, компакт-диски и т.д. Компьютерные телекоммуникации обеспечивают:

возможность доступа к различным источникам информации через систему Internet и работы с этой информацией;

возможность оперативной обратной связи в ходе диалога с преподавателем или с другими участниками обучающего курса;

возможность организации совместных телекоммуникационных проектов, в том числе международных, телеконференций, возможность обмена мнениями с любым участником данного курса, преподавателем, консультантами, возможность запроса информации по любому интересующему вопросу через телеконференции.

возможность реализации методов дистанционного творчества, таких как участие в дистанционных конференциях, дистанционный <мозговой штурм> сетевых творческих работ, сопоставительный анализ информации в WWW, дистантные исследовательские работы, коллективные образовательные проекты, деловые игры, практикумы, виртуальные экскурсии др.

Совместная работа стимулирует учащихся на ознакомление с разными точками зрения на изучаемую проблему, на поиск дополнительной информации, на оценку получаемых собственных результатов.