Технологии информационного моделирования

Понятие информационной модели. Использование информационного моделирования в общем среднем образовании

Анализ средств ИКТ и программного обеспечения, рекомендуемого для школьников свидетельствует об огромных возможностях средств информационного моделирования и построенных на их основе игровых средств для обучения и общего интеллектуального и эмоционально-личностного развития детей.
Существует множество моделирующих программ, специально разработанных для обучения отдельным предметам школьной программы: математике, художественной литературе и развитию речи, родному и иностранному языкам, физике, химии, биологии и другим. Существуют также информационные компьютерные модели, не содержащие педагогических заданий, но которые также могут эффективно применяться в учебных и воспитательных целях в системе общего среднего образования благодаря разнообразным методическим приемам.
Как правило, все детские моделирующие компьютерные программы носят развивающий характер.
Вместе с тем, в числе школьных моделирующих средств выделяется большая группа обучающих и развивающих компьютерных моделей, которые специально создаются для использования в образовательных целях. Это и отдельные компьютерные программы, и наборы таких программ, которые представлены в виде отдельных коллекций, подсистем, пакетов или серий.

Говоря о компьютерном моделировании, применяемом в общем среднем образовании, необходимо отметить, что в настоящее время при внедрении информационных технологий в учебный процесс следует акцентировать внимание на создании обобщенных мультимедийных информационных моделей целых классов технических объектов (тогда то или иное реальное техническое устройства сбудет восприниматься как частная реализация) и на создании всевозможных имитационных лабораторных моделей, тренажеров, в том числе и виртуальных моделей.
Программные средства для математического и имитационного моделирования позволяют расширить границы экспериментальных и теоретических исследований, дополнить физический эксперимент вычислительным экспериментом. В одних случаях моделируются объекты исследования, в других - измерительные установки. Такие средства позволяют сократить затраты школ на приобретение лабораторного оборудования, снижается уровень безопасности работ в учебных лабораториях.
Информационные модели, применяемые в школах, как правило, не являются универсальными. Каждая из них рассчитана на моделирование достаточно узкого круга явлений. Основанные на технологии математического моделирования, модели могут быть использованы не только для демонстрации трудно воспроизводимых в учебной обстановке явлений, но и для интерактивного выяснения степени влияния тех или иных параметров на моделируемую ситуацию. Данное свойство позволяет использовать информационные модели в качестве имитаторов лабораторных установок, а также для отработки навыков управления моделируемыми процессами. Современные средства ИКТ позволяют не только работать с готовыми моделями объектов, но и производить их конструирование из отдельных элементов.
Технологии мультимедиа, моделирования и "виртуальной реальности", обеспечивающие уникальное воздействие на когнитивную сферу школьника, должны использоваться в системе общего среднего образования дидактически обоснованно. Чрезмерная пестрота изображений, излишнее увлечение анимационными эффектами и т.п. могут привести не к улучшению, а к ухудшению восприятия и усвоения учебного материала. В связи с этим в ряде случаев могут возникать сомнения в высокой эффективности современных технологий информационного моделирования для достижения целей общего среднего образования.
Компьютерные модели, применяемые в школах, можно классифицировать, исходя из разных критериев: возрастного, сюжетной тематики, уровня сложности, сложности управления, задач развития умственных способностей и других характеристик. Так, в частности можно выделить:

• развивающие компьютерные модели и конструкторы,
• обучающие компьютерные модели,
• компьютерные модели для учебного экспериментирования,
• компьютерные модели, нацеленные на диагностику,
• компьютерные модели-тренажеры, нацеленные на формирование умений и навыков.

Разработка и создание моделирующих средств обучения для системы общего среднего образования проводятся с учетом того, что автоматизация учебных работ профессионального характера создает предпосылки для глубокого познания свойств изучаемых объектов и процессов на математических или имитационных моделях и реальных физических стендах, проведения учебных исследований и оптимизации. Вместе с тем, осмысленное применение систем автоматизации требует достаточно высокой профессиональной квалификации, которой школьники еще не обладают. Нередко они успешно овладевают только лишь аппаратными и программными компонентами систем моделирования.