Тренажер в широком смысле это комплекс, система моделирования и симуляции, компьютерные и физические модели, специальные методики, создаваемые для того, чтобы подготовить личность к принятию качественных и быстрых решений. Тренажеры необходимо использовать, так как они позволяют сформировать у учащегося навыки действий моторно-рефлекторного и когнитивного типа в сложных ситуациях, понять сущность протекающих процессов и их взаимную зависимость. Применение тренажёров обусловлено следующими факторами: достаточно высокой стоимостью и недостаточным количеством оборудования которое может быть использовано для решения учебных задач, затратами на эксплуатацию реального оборудования, ограниченностью временного ресурса на подготовку оборудования к использованию, большой сложностью изменения параметров оборудования и среды, сложностью введения нового технологически усовершенствованного оборудования, необходимостью выработки устойчивых практических навыков при работе с оборудованием, опасностью выполняемых работ.
Тренажеры призваны решить следующие задачи: ознакомить со строением объектов и их элементами; сформировать устойчивые навыки выполнения, как отдельных операций, так и полного их цикла; изучить технологическую схему и получить представление об этапах технологического процесса; изучить инструмент и технологическую оснастку, необходимые для проведения работ; ознакомиться с требованиями техники безопасности; научится выявлять дефекты в работе оборудования и его отдельных узлов; закрепить умение правильно оформлять документацию.
Применительно к образовательному процессу мы определим тренажер как устройство для обучения, которое по условиям выполнения психологических и дидактических требований, должно иметь три принципиальные и необходимо важные части: конструктивную, модельную, и дидактическую.
Конструктивная часть отражает точную и виртуальную копию рабочего места оператора. Модельная часть создает адекватный образ функционирования оборудования, моделируя протекание в нем базовых процессов. Дидактическая часть представляет собой рабочее место преподавателя с программой оценки и контроля действий обучающегося или систему автоматизированного контроля над работой обучающегося.
Опыт применения тренажеров в учебном процессе позволяет выделить следующие положительные моменты: учитывается индивидуальный темп работы учащегося, который сам управляет учебным процессом; сокращается время выработки необходимых навыков; увеличивается количество тренировочных заданий; легко достигается уровневая дифференциация; повышается мотивация учебной деятельности.
Тренажеры можно классифицировать по количеству участников (локальный — один учащийся, сетевой — группа учащихся) и по виду основной технологии (с использованием специальной аппаратной интерфейсной части и без нее — компьютерные тренажеры).
Особое место среди тренажеров занимают компьютерные тренажеры. Ведь именно в данном виде тренажера модель объекта управления, рабочее место обучаемых и преподавателя реализовано на базе компьютерных программных средств. По сути дела, это программа, предназначенная для выработки у учащихся устойчивых навыков действий и обеспечивающая выполнение необходимых для этого функций преподавателя. Если оформление и модель поведения тренажера отражает элементы игровой формы, то такие тренажеры называют учебными компьютерными играми.
Компьютерный тренажер должен предусматривать:
- Генерацию иди выбор последовательности однотипных заданий по определенной теме и предъявление их учащемуся;
- Представление учащемуся средств выполнения заданий: электронный калькулятор, редактор теста, программный модуль работающий по определённому алгоритму;
- Представление учащемуся консультации или образца решения по его требованию;
- Анализ действий учащегося с качественной оценкой результатов и выдачей рекомендаций по достижению наилучших результатов.
Можно выделить несколько классов тренажеров, которые используются в учебном процессе: электронный программный экзаменатор; демонстрационный (иллюстративный) тренажер; тренажеры, обучающие моторным навыкам; тренажеры, обучающие распознаванию образов; тренажеры, обучающие работе по алгоритму; тренажеры, обучающие поведению в нештатных (и(или) аварийных) ситуациях; тренажеры, обучающие решению задач с разветвленным деревом допустимых решений.
Эффективное применение тренажеров в учебном процессе позволяет значительно уменьшить число ошибок, увеличить скорость манипуляции и принятия решений, сократить время обучения, более адекватно оценивать уровень полученных знаний и приобретённых навыков, индивидуализировать обучение, формировать выводы по действиям обучающегося.
При разработке учебно-тренажерных комплексов используют ряд методических приемов: ознакомление с порядком операций, наличие обратной связи, последовательность освоения материала (выполнение сначала простых операций, а затем переход к сложным процессам), возможность многократного повторения, получение дополнительных пояснений при выполнении операций.
Отдельно выделим следующие виды тренажеров используемых в образовании: интернет-тренажеры и интерактивные тренажеры.
Интернет-тренажер — программный комплекс, в основу которого положена оригинальная методика оценки знаний, умений и навыков и целенаправленная тренировка обучающихся в процессе многократного повторного решения тестовых заданий, реализованный средствами веб-приложений. Примером интернет-тренажера является сервис http://training.i-exam.ru/ (рис.1). Данный интернет-тренажер позволяет проводить тестирование студентов, обучающихся по образовательным программам, реализуемым в рамках ФГОС. Применение интернет-тренажеров может представлять собой одну из форм подготовки к контролю знаний в дистанционном образовании.
Режимы работы интернет-тренажеров могут быть следующими:
- Тестирование студентов в режимах «Обучение» и «Самоконтроль» для подготовки к зачетам и экзаменам.
- «Обучение» предполагает наличие обратной связи и комментариев к тестовым заданиям, отсутствием временных ограничений, незамедлительным появлением сообщений о правильности или неправильности ответов.
- «Самоконтроль» определяет работу в условиях максимально приближенных к контрольному тестированию, проводимому преподавателем.
- Диагностическое тестирование — определяет исходный уровень знаний, перед началом образовательного процесса;
- Внутривузовское контрольное тестирование проводимое преподавателем, в котором он может сам формировать банк заданий из существующей коллекции.
Интерактивный тренажер — это программа, предназначенная для самостоятельного изучения (или повторения) с одновременным контролем знаний по определённой теме. Существует два режима его работы:
- Демонстрационный (иллюстративный) — обеспечивает непрерывность и полноту дидактического цикла процесса обучения, представляет теоретический материал и обеспечивает визуализацию полного аналитического решения конкретной задачи;
- Тренировочный или оценочный.
Все интерактивные задания в интерактивном тренажере должны предполагать наличие обратной связи, возможности коррекции действий и возможности совершать практические действия. К интерактивным заданиям в тренажере можно отнести последовательности вопросов и интерактивными подсказками и практикумами. Интерактивные тренажеры используются на различных этапах урока: актуализация знаний, постановка темы урока, изучение и закрепление нового материала, домашнее задание, самостоятельная работа, проверка знаний.
Интерактивные тренажеры разрабатывают преподаватели самостоятельно, как правило, в средах работа в которых не составляет большого труда, таких как Microsoft PowerPoint или Microsoft Excel при помощи внутренней системы управляющих элементов, макрокоманд и языка программирования Visual Basic Application (см. рис. 2, 3). Огромное количество тренажеров для школы так же выпускается специализированными фирмами (рис. 4).
Таким образом, благодаря доступности средств создания тренажеров, большого выбора программных комплексов для школы, тренажёры в современном образовании занимают важное место при формировании и закреплении знаний, умений и навыков обучающегося и выполняют роль педагогического инструмента позволяющего повысить качество образовательного процесса.