Способ обучения и усвоения учебного материала и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области педагогики, в частности к способам использования наглядной и звуковой демонстрации материала, подлежащего изучению. Передачу информации учебного материала осуществляют одновременно с дополнительной информацией, получая ее в режиме реального времени. Обучающий координирует действия обучаемых, направленные на усвоение дополняемой информации. Обучаемые сохраняют учебный материал на носителях информации рабочего места обучающего. Между обучающими устанавливают постоянную связь, обеспечивающую возможность обменом сообщений. Рабочее место обучающего включает объекты изучения дисциплины, снабженные видеокамерами видеотрансляционных сетей и контрольно-измерительными приборами, средствами отображения информации и серверами, объединенными средствами коммуникации в локальные сети. Дополнительный сервер соединен средствами коммуникации с дополнительными серверами других дисциплин в трансляционную сеть, выполненную с возможностью подключения к другим трансляционным сетям. Сервер обучающего выполнен с возможностью подключения через средства коммуникации к другим серверам, обучающим данной дисциплине. Техническим результатом изобретения является расширение базы знаний, используемой в процессе обучения. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области педагогики, в частности к способам использования наглядной и звуковой демонстрации материала, подлежащего изучению.

Известен способ обучения и усвоения учебного материала, включающий проведение лекционных курсов в аудиториях и лабораторно-практических занятий в лабораториях, во время которых педагог передает студентам знания по государственной программе, одновременно влияя на формирование личностей обучаемых своими личными качествами (Зырянова О.Г. Проблемы культуры и повышение коммуникативных способностей преподавателя в воспитании и обучении молодежи. В кн. Проблемы воспитания студенческой молодежи в реформируемом обществе: Материалы научно-практической конференции. - Краснодар, КГАУ, 2000, с.30-40).

Недостатками известного способа обучения и усвоения учебного материала являются недостаточно эффективное обучение и усвоение учебного материала обучающимися, что ведет к увеличению разрыва между потенциальными возможностями системы образования и функциональным использованием ее в инфраструктурах страны.

Указанные недостатки обусловлены тем, что обучающий работает в качестве живого транслятора «старых» знаний, под которыми мы понимаем знания, реализованные в продуктах общественного воспроизводства и которые закреплены в виде различных учебных программ, используемых в учебном процессе.

Количество и качество информации, используемой в учебных программах, ограничивается возможностями обучающего и учебного заведения, в котором он работает. Недостаточная согласованность учебных программ по одной и той же специальности разных учебных заведений, все вместе приводит к тому, что, как правило, дипломы специалистов, получивших образование в одной страны, не приравниваются к дипломам специалистов других стран.

Известен способ дистанционного образования, включающий проведение лекций, семинаров, практических занятий в режиме online, применение в обучении видеотрансляций, графических досок, чатов и конференций. Предварительно проводятся семинары для ознакомления пользователей - абитуриентов с построением полного цикла дистанционного учебного процесса с помощью приложения АСДО eLeaming Server 3000 v 2.0, состоящего из трех программных средств: модуля для создания дистанционных мультимедийных учебных курсов, модуля для автоматического создания электронных публикаций и модуля для проведения трансляций интерактивных лекций, семинаров, конференций через Интернет, позволяющих организовать полный цикл дистанционного обучения - управление расписанием, сертификацией знаний учащихся, электронной ведомостью успеваемости, электронной зачеткой и электронной библиотекой (Система дистанционного образования. В кн. Прохоров А.Н. Интернет: как это работает.- СПб.: БХВ-Петербург, 2004. - С.253-258).

Недостатками известного способа дистанционного образования является недостаточно эффективное обучение и усвоение учебного материала обучающимися.

Указанные недостатки обусловлены тем, что учебный материал для обучающихся является «старыми» знаниями.

Информация учебного материала, получаемая через Интернет, требует от обучающего ее поиска, отбора и согласования с учебной программой. Самостоятельное изучение информации, полученной через Интернет расширяет общий кругозор обучающего, но не эффективно для овладевания той или иной специальностью.

При дистанционном обучении затруднен контроль за обучающимися, поскольку обучающий не может идентифицировать обучаемого, т.е. не знает наверняка, кто именно находится в роли обучающегося за сетевым компьютером обучаемого.

Кроме того, отсутствие длительного личного общения между обучающим и обучаемыми не позволяет обучающему влиять на формирование личности обучаемых, а также формировать дополнительный интерес у обучаемых к дисциплине за счет личностных черт характера обучающего - артистичности, общительности и т.д.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу и устройству для его осуществления является способ обучения и усвоения учебного материала, включающий координацию обучающим индивидуальных и коллективных действий группы обучаемых с учебным материалом, передачу информации учебного материала и обмен сообщениями между членами группы обучаемых и обучающим с использованием локальной сети средств коммуникации носителей информации на рабочих местах обучаемых и обучающего, отображение информации средствами отображения информации в режиме персонального и группового восприятия действиями обучающих и обучаемого с учебным материалом на носителях информации и контроль отображаемого обучаемыми и действий обучаемых с учебным материалом на носителях информации в режиме сравнения и тестирования, причем учебный материал передают обучаемым блоками данных, фиксированными на группе носителей информации, имеющих, по меньшей мере, трехвидовое членение по принципу познания, соответственно индивидуального, группового и эталонного, а также устройство, реализующее этот способ, содержащее средства отображения информации в режиме группового восприятия, рабочие места обучаемых с сетевыми компьютерами обучаемых, имеющими файловую систему с функциями фиксации и отображения информации и поисково-методической базы данных учебного материала с локальных и сетевых носителей информации в режиме индивидуального восприятия, рабочее место обучающего с сервером и сетевым компьютером обучающего, имеющими файловую систему с функциями мониторинга и контроля информации на сетевых компьютерах обучаемых, интерактивного управления ими и средствами отображения информации в режиме индивидуального и группового восприятия, и средства коммуникации рабочих мест обучаемых и обучаемого и средств отображения информации, объединяющие их в локальную сеть, снабженную дополнительными средствами аудиоотображения информации, выполненными в виде многоканальной акустической системы с элементами группового и индивидуального восприятия и с мультисистемной аппаратурой ввода и управления аудиовизуальным отображением, связанной средствами коммуникаций с сервером, при этом локальная сеть выполнена с возможностью подключения к общедоступным аудио - и видеотрансляционным сетям и к глобальной сети, а файловая система рабочего места обучающего выполнена с функцией мультимедийного управления средствами отображения информации и с функцией тестирования данных фиксации и отображения информации действиями на рабочих местах обучаемых в интерактивном режиме (Патент РФ №2197748, кл. G09B 5/14, 5/06, 19/00, 2000 - прототип).

Недостатками известного способа обучения и усвоения учебного материала и устройства для его осуществления, принятых за прототип, являются недостаточная эффективность обучения и усвоения учебного материала обучаемыми.

Указанные недостатки обусловлены тем, что обучающий в процессе обучения передает обучаемым «старые» знания.

Качество и количество информации, используемой в учебном процессе, ограниченно возможностями учебного заведения, в котором идет процесс обучения.

При дистанционном обучении затруднен контроль за процессом обучения, т.к. нет возможности идентифицировать находящегося за клавиатурой сетевого компьютера обучаемого.

Отсутствия длительного личного общения между обучающим и обучаемыми не позволяет обучающему влиять на формирование личности обучаемых, а также добиваться лучшего усвоения учебного материала за счет формирования у обучаемых интереса к дисциплине с помощью личностных черт своего характера.

Техническим решением задачи является повышение эффективности обучения и усвоения информации учебного материала.

Задача достигается тем, что в способе обучения и усвоения учебного материала, включающем координацию обучающим индивидуальных и коллективных действий группы обучаемых с учебным материалом, передачу информации учебного материала и обмен сообщениями между группами обучаемых и обучающим с использованием локальной сети средств коммуникации носителей информации на рабочих местах обучаемых и обучающего, отображение информации в режиме персонального и группового восприятия действиями обучаемых и обучающего с учебным материалом на носителях информации и контроль обучающим усвоения материала обучаемыми, согласно изобретению передачу информации учебного материала осуществляют одновременно с дополнительной информацией, получая ее в режиме реального времени, обучающий координирует действие обучаемых, направленные на усвоение дополнительной информации, обучаемые сохраняют учебный материал на носителях информации рабочего места обучающего, при этом между обучающими устанавливают постоянную связь, обеспечивающую возможность обменом сообщениями, причем обучающий управляет процессом получения дополнительной информации.

Способ реализуется с помощью устройства обучения и усвоения учебного материала, содержащее средство отображения информации в режиме группового восприятия, рабочие места обучаемых, с сетевыми компьютерами обучаемых, имеющими файловую систему с функциями фиксации и отображения информации и поисково-методической базы данных учебного материала с локальных и сетевых носителей информации в режиме индивидуального восприятия, рабочее место обучающего дисциплине с сервером и сетевым компьютером обучающего, имеющими файловую систему с функциями мониторинга и контроля информации на носителях информации обучаемых, и средства коммуникации рабочих мест обучаемых обучающего и средств отображения информации, объединяющие их в локальную сеть, выполненную с возможностью подключения к видеотрансляционным сетям, согласно изобретению рабочее место обучающего включает объекты изучения дисциплины, снабженные видеокамерами видеотрансляционных сетей и контрольно - измерительными приборами со средствами отображения информации и серверами, объединенными средствами коммуникации в локальные сети, выполненные с возможностью подключения к серверам обучающих данной дисциплине через дополнительный сервер, соединенный средствами коммуникации с дополнительными серверами других дисциплин в трансляционную сеть, выполненную с возможностью подключения через средства коммуникации к трансляционным сетям, причем сервер обучающего дисциплине выполнен с возможностью подключения через средства коммуникации к другим серверам обучающих данной дисциплине, а видеотрансляционные сети и контрольно-измерительные приборы объектов изучения объединены в телемеханическую систему, пунктом управления которой является сетевой компьютер обучающего.

Благодаря отличительным признакам способа, т.е. передаче информации материала одновременно с дополнительной информацией, получаемой в режиме реального времени позволит обучающему во время передачи информации учебного материала обучаемым демонстрировать и комментировать объекты изучения в действии, удаленные от обучающего и обучаемых на значительные расстояния. Появляется возможность у обучаемых усваивать учебный материала, например будущим хирургам, изучать технику проведения операции ведущими специалистами в клиниках, а будущим инженерам демонстрировать физический эффект, воспроизводимый на уникальной дорогостоящей экспериментальной установке, существующей в единственном экземпляре. При этом доступ даже к единично существующим объектам изучения получают все обучающие и обучаемые по конкретной дисциплине.

Координация обучающим действий обучаемых, направлена на усвоение дополнительной информации способствует эффективному ее усвоению. Обучающим сообщается время демонстрации объекта изучения, что позволит получить информацию об объекте изучения в режиме реального времени. Это позволит при необходимости обучающимся управлять изучаемыми объектами. Например, производить обучающимся по аграрным специальностям регулировки геометрических и кинематических параметров высевающего аппарата сеялки, представленного в виде лабораторной установки. Кроме этого, обучающий сообщает обучаемым какую часть дополнительной информации и в какой форме обучаемые должны зафиксировать на своих носителях информации и контролирует этот процесс.

Сохранение обучаемыми учебного материала на носителях информации рабочего места обучающего обеспечит постоянный доступ обучающему к информации учебного материала каждого обучаемого. Это улучшит контроль обучающего за качеством ведения конспектов обучаемыми и своевременно вводить на их носители информации недостающую информацию учебного материала. Появится возможность перехода на ведение конспектов обучаемыми на электронных носителях информации.

Установление между обучающими постоянной связи, обеспечивающей возможность обменом сообщениями, позволит обучающим постоянно совершенствоваться по своей дисциплине и смежным, использовать в своем учебном процессе чтение лекций другими обучающими, владеющими уникальным учебным материалом по дисциплине и оригинальной методикой его изложения, т.е. шире использовать такую форму обучения, как «приватный профессор».

Управление обучаемым процессом получения дополнительной информации позволит более эффективно использовать объекты изучения, т.е. получать больше информации и использовать объекты изучения в учебном процессе нескольких разных дисциплин.

Анализ свойств совокупности признаков заявленного способа и свойств совокупности признаков обнаруженного прототипа и аналогов показал, что совокупность признаков заявленного способа проявляет новые свойства - процесс обучения функционирует как единая система, причем интернациональная, обеспечивающая одинаковые возможности в предоставлении учебного материала всем обучающимся.

Благодаря отличительным признакам устройства, т.е. включению в рабочее место обучающего объектов изучения дисциплины, обеспечивают возможность изучать социальные и производственные процессы, последние достижения науки и техники, физические эффекты и природные явления в визуальной форме со звуковым сопровождением в режиме реального времени.

Снабжение объектов изучения видеокамерами и контрольно-измерительными приборами обеспечивает визуальное отображение объектов и информацию об их параметрах, необходимую обучаемым. Это дополнительно создает возможность для управления объектами для изучения. Лучше усваивается учебный материал обучаемыми, так как визуальное восприятие полнее запечатлевается сознанием человека, информация при этом не требует раскодирования или перекодирования, в котором нуждается речевое воздействие.

Снабжение объектов изучения средствами отображения информации обеспечивает возможность манипуляции получаемой информации об объекте изучения.

Снабжение объектов изучения серверами обеспечивает постоянный доступ обучающего через свой сетевой компьютер к объектам изучения, в точности постоянный доступ к информации об объектах изучения, зафиксированной на носителях информации серверов.

Объединение средствами коммуникации видеокамер, контрольно-измерительных приборов, средств отображения информации и серверов в локальные сети обеспечивает работоспособность процесса получения информации от объектов изучения.

Выполнение локальных сетей объектов изучения с возможностью подсоединения к серверам обучающих данной дисциплине через дополнительный сервер обеспечивает постоянную двустороннюю связь обучающих и объектов изучения и возможность методического и административного постоянного контроля за процессом обучения.

Объединение дополнительных серверов других дисциплин средствами коммуникации в локальную сеть позволяет сформировать единое международное информационное пространство системы образования.

Выполнение локальной сети, соединяющей дополнительные серверы с возможностью подключения к другим трансляционным сетям, помимо обеспечения административного и методического контроля за процессом обучения, позволяет дополнительно использовать в процессе обучения под контролем обучающего различные виды сервисов Интернета.

Выполнение сервера обучающего дисциплине с возможностью подключения к другим серверам обучающих данной дисциплине позволяет создать единое международное информационное пространство каждой учебной дисциплины.

Объединение видеотрансляционных сетей и контрольно-измерительных приборов объектов изучения в телемеханическую систему, пунктом управления которой являются сетевые компьютеры обучающих обеспечивает управление объектами изучения обучающими, а через них и обучаемыми в процессе усвоения дополнительной информации учебного процесса.

Анализ свойств совокупности признаков заявленного устройства и свойств совокупности признаков обнаруженного прототипа и аналогов показал, что совокупность признаков заявленного устройства проявляет новые свойства прототипа - позволяет сформировать единое международное информационное пространство, постоянно дополняющееся новой информацией учебного материала.

На фиг.1 схематично показана локальная сеть обучающего и обучаемых с подключением сетевых компьютеров обучающихся к второй локальной сети обучающего и обучаемых; на фиг.2 схематично показана локальная сеть объектов изучения; на фиг.3 схематично изображены трансляционные сети, обслуживающие одну учебную дисциплину; на фиг.4 схематично показаны трансляционные локальные и магистральные сети, обслуживающие учебные дисциплины одной специальности; на фиг.5 показан фрагмент структурной схемы системы образования на примере дисциплины «Основы научных исследований».

Пример конкретного выполнения предложенного способа обучения и усвоения учебного материала и устройства для его осуществления

Устройство для осуществления способа обучения и усвоения учебного материала включает локальную сеть 1 (фиг.1) обучающего и обучаемых, содержащую коммутатор 2, через который по каналам связи 3 и сетевые адаптеры 4 соединены следующие «рабочие станции»: сетевой компьютер 5 обучающего, сервер 6 обучающего и сетевые компьютеры 7 обучаемых, представляющие собой бездисковый терминал с монитором и клавиатурой.

Сервер 6 обучающего может быть исключен из локальной сети 1 обучающего и обучаемых, если на уровне программного обеспечения сетевого компьютера 5 используется клиент-серверная архитектура. Сетевой адаптер 4 - сетевая интерфейсная карта Network Interface Card - NIC, образует физический интерфейс между «рабочими станциями» и каналами связи 3 в виде кабеля, например, типа витой пары (Twisted pair), коаксиального (Thick Net) или оптоволоконного.

«Рабочие станции» локальной сети 1 обучающего и обучаемых подключены к силовой линии 8 (бытовой электросети). К сетевому компьютеру 5 обучающего подсоединен проектор 9, например SANYO PRO Xtra X multiverse projector, с широкоформатным экраном 10.

Сервер 6 обучающего соединен каналом связи 3 через точку присутствия 11 с магистральной сетью 12, высокоскоростные каналы связи 13 которой соединяют точки присутствия 11 в топологии «звезда» и кольцевой топологии (Фиг.3). Точка присутствия 11 (POP-Point of Presence) - точки, в которых расположено аппаратное обеспечение для подключения локальных сетей к магистральной сети 12, называемой бэкбоундом (от англ. Backbone - хребет).

Точки присутствия 11 через высокоскоростные каналы связи 13 подключены к центральному компоненту магистральной сети 12 в виде дополнительного сервера 14 через канал связи 3.

Сетевые компьютеры 7 обучаемых, помимо подсоединения к коммутатору 2, подсоединены и к коммутатору 15 и через сетевой адаптер 16 к серверу 17 обучающего другой дисциплине, относящейся к специальности, которую изучают обучаемые (фиг.1). Таким образом, сетевой компьютер 7 обучаемых является компонентом всех локальных сетей 1 обучающего и обучаемых, каждая из которых обслуживает одну из дисциплин специальности обучаемых.

В качестве сетевого компьютера 7 обучаемого может быть использован карманный персональный компьютер, например, Personal Digital Assistanct (POA) HP hx 4700.

Дополнительный сервер 14 через канал связи 3 подключен к магистральной сети 18, точки присутствия 11 которой через высокоскоростные каналы связи 13 соединены в топологии «звезда» и кольцевой топологии. Причем дополнительный сервер 14 является центральным компонентом магистральной сети 18, соединяясь через канал связи 3 с точкой присутствия 11, которая соединена высокоскоростными каналами связи 13 со всеми другими точками присутствия 11 магистральной сети 18 (Фиг.3).

К точкам присутствия 11 магистральной сети 18 через каналы связи 3 подсоединены локальные сети 19 объектов изучения, включающей коммутатор 2, соединенный каналами связи 3 с сетевым компьютером 20 и сервером 21 через сетевые адаптеры 4. Сетевой компьютер 20 каналами связи 3 соединен с цифровыми видеокамерами 22 и контрольно - измерительными приборами, например, с датчиком 23. Цифровые видеокамеры 22 могут использоваться совместно с телеобъективом 24, микроскопом 25 и телескопом 26 (Фиг.2).

Цифровые видеокамеры 22 и контрольно-измерительные приборы, например датчик 23 снабжены реле 27, а вместе с сетевым компьютером 20 и сервером 21 подключены к силовой линии 8 (бытовой электросети). Реле 27 включают или отключают через сетевой компьютер 20, например, используя радиосигналы. В этом случае цифровой сигнал преобразуется в аналоговый, а затем в радиосигнал, воспринимаемый реле 27.

Магистральная сеть 12 с подключенными к ней локальными сетями 1 обучающего и обучаемых, соединенная через дополнительный сервер 14 с магистральной сетью 18, к которой подключены локальные сети 19 объектов изучения, обслуживают учебный процесс по одной дисциплине (Фиг.3).

Дополнительные серверы 14 через каналы связи 3, высокоскоростные каналы 13 и точки присутствия 11 объединены в трансляционную сеть 28 (Фиг.4), которая обслуживает учебный процесс по всем дисциплинам одной специальности.

Трансляционная сеть 28 дополнительных серверов 14 по одной специальности через точки присутствия 11 соединяется с трансляционными сетями 28, обслуживающими другие специальности.

Кроме этого, трансляционная сеть 28 подключена к внешним трансляционным сетям 29.

В качестве средств коммуникации локальных сетей 1 обучающего и обучаемых и локальных сетей объектов изучения может использоваться бытовая электрическая сеть (силовая кабельная инфраструктура) например по информационной технологии PLC (Power Line Communications) компании Main. net (www.mainnet-plc.com). (Израиль).

Программное обеспечение рабочих станций: сетевых компьютеров и серверов локальных сетей 1 обучающего и обучаемых, локальных сетей 19 объектов изучения и трансляционной сети 29, имеет клиент-серверную архитектуру.

В качестве операционной системы может использоваться Windous, Linux и другие.

В качестве браузера-клиентной программы, обеспечивающей обращение к искомому ресурсу, содержащемуся на серверах, интерпретирующей полученный результат и демонстрирующей его на мониторе "клиентского" компьютера, может использоваться HTTP (Hyper Text Transfer Protocol - протокол передачи гипертекста). Гипертекст (Hupertext) - текст, содержащий гиперссылки. Гиперссылка - это связь слова или графического изображения текста с другим текстом или разделом этого же текста. Активизация гиперссылки дает доступ к дополнительной информации.

Сетевые компьютеры 1 обучающих российской системы образования для работы с информации на иностранных языках могут использовать программу - переводчик -PROMT Internet XT Premium компании ПРОМТ (www.promt.ru).

Для обмена файлами между «рабочими станциями» заявленного устройства может быть использован FTP (File Transfer Protocol - протокол передачи файлов), позволяющий представлять информацию для чтения и дополнять ее на серверах.

Для защиты от несанкционированного доступа извне локальные сети 1 обучающего и обучаемых, локальные сети объектов изучения и трансляционная сеть брандмауэрами или «файерволами» (от англ. firewall - огненная стена) - межсетевыми экранами, представляющими собой комбинацию аппаратных программных средств. Например, для операционной системы Windows предпочтительно использовать программу ZoneAlarm (www.ZoneLabs.com).

Для наблюдения за объектами изучения, а также проведения студенческих научных конференций с нанесением информации на общую электронную доску может быть использован ресурс www.crk.iimn.edu/technology/webtech/cameras.htm - обеспечивающий мониторинг изучаемого объекта в режиме реального времени и NetMeeting (http://www.microsoft.com/windows/netmeeting/download/default. asp).

Учебный процесс на примере дисциплины «Основы научных исследований» для аграрных специальностей включает рабочие места обучающих и обучаемых, в которые входят лекционные и лабораторные аудитории университетов 30 и его филиалов, включающие факультеты 31, на каждом из которых функционирует своя методическая комиссия, имеющая свой сетевой компьютер 32. Факультеты 31 университетов 30 включают кафедры 33. На рабочих столах в кабинетах ведущих преподавателей, обучающих дисциплине «Основы научных исследований» на кафедрах 33, установлены серверы 6 обучающих, а в лекционных и лабораторных аудиториях - проекторы 9 с широкоформатными экранами 10 и сетевые компьютеры 5 обучающих, связанные каналами связи 3 и в точке присутствия 11 соединенные с магистральной сетью 18, к которой в точках присутствия 11 подсоединены серверы 21 локальных сетей 19 объектов изучения, располагающихся на полях, в лабораториях и опытно-конструкторских бюро научно - исследовательских институтов сельского хозяйства (НИИСХ) 34, на полях Российского научно - исследовательского института испытания тракторов и машин (РосНИИТиМ) 35 (г. Новокубанск) и региональных машинно-испытательных станций 36, на полях селекционно-семеноводческих станций 37, в цехах и заводских конструкторских бюро заводов сельхозмашиностроения 38 (Фиг.5).

Серверы 6 обучающих дисциплине «Основы научных исследований», входящие в трансляционную сеть 28 через соединение с трансляционной сетью 29, к которой в точках присутствия 11 подсоединены серверы 6 обучающих по другим учебным дисциплинам (Фиг.4) и серверы 39, принадлежащие министерствам образования 40, например Российской Федерации и Республики Беларусь (Фиг.5).

Кроме того, серверы 6 обучающих через трансляционную сеть 29 соединяются с другими источниками информации, например через подсоединенные к опорной сети 41 одного из интернет-провайдеров, соединенной через точку сетевого доступа (NAP -Network Access Points) 42 с другими сетями 41 интернет-провайдеров.

Пример конкретного выполнения для аграрных специальностей

Обучающий в процессе разработки рабочей программы и тематического плана по дисциплине, например для «Основ научных исследований», учитывает информацию, полученную от других обучающих этой дисциплине и время демонстрации изучаемых объектов в РосНИИТиМ 35, машинно-испытательных станциях (МИС) 36, НИИ сельского хозяйства 34, селекционно-семенноводческих станциях 37, согласно общего заранее составленного графика. После чего рабочая программа и тематический план утверждается методической комиссией факультета 31 университета 30, в котором идет процесс обучения.

В процессе чтения лекций обучающий использует «старые» знания, дополняя их «новыми» знаниями, под которыми понимаются знания, прошедшие экспериментальную проверку, но еще не нанесенные на носители информации. Для этого используется демонстрация на щирокоформатном экране 10 в режиме реального времени испытаний новых сельскохозяйствееных машин с полей машинно-испытательных станций 36 и экспериментальных машин и установок с полей и лабораторий НИИСХ 34 с использованием локальных сетей 19.

Видеоизображение процесса испытания со звуковым сопровождением поступает с цифровых видеокамер через дополнительный сервер 14 и сервер 6 обучающего на широкоформатный экран 10 в лекционную аудиторию университета 30, а обучающий при необходимости сопровождает комментариями информацию, отображаемую на широкоформатном экране 10, и сообщает обучающимся, какая ее часть и в каком виде должна быть нанесена на носители информации обучаемых.

«Старые» знания, используемые в лекции обучающим, передают на носители информации обучаемых в электронной форме по окончанию лекции, для устранения потерь времени на задиктовывание обучаемым учебного материала.

Носители информации обучаемых оформлены в виде конспекта на электронных носителях в форме гипертекста, размещаемого на сервере 6 обучающего до окончания учебного курса.

Обучающий использует в процессе обучения «живые» знания, под которыми понимаются авторские знания, носители которых способны создавать новый интеллектуальный ресурс.

В этом случае лекция проходит следующим образом. Обучающий, согласно своей рабочей программы и тематического плана по дисциплине, в которых согласовано время, демонстрирует на широкоформатном экране 10 со звуковым сопровождением рабочее место обучающего, выступающего в роли «приватного профессора» другой локальной сети 1. В этом случае сетевой компьютер 5 обучающего снабжается дополнительной цифровой видеокамерой 22 с телеобъективом 26.

По окончании лекции «приватного профессора» обучающий проводит с обучаемыми рефлексию дистанционно прочитанной лекции.

Передача видео- и аудиоинформации с рабочего места «приватного профессора» идет от сетевого компьютера 5 с подключенной видеокамерой, через сервер 6 локальной сети 1 обучающего-«приватного профессора», по магистральной сети 12 на сервер 5 обучающего, демонстрирующего своим обучаемым лекцию «приватного профессора», на проектор 9 и широкоформатный» экран 10 (Фиг.3).

При выполнении лабораторной работы, например, по генной инженерии обучающий, работая индивидуально согласно времени в рабочей программе и тематическом плане, работает дистанционно в лаборатории НИИ 34, получая доступ к ее уникальному материалу.

Для этого обучаемый через свой сетевой компьютер 7, сервер обучающего 6, дополнительный сервер 14, сетевой компьютер 29 локальной сети 19, обслуживающей лабораторию НИИ 34 через цифровую видеокамеру 22 и микроскоп 25 рассматривает образцы объектов генной инженерии и фиксирует в одном из приложений своего электронного конспекта с необходимыми комментариями.

Смена образцов микроскопа может осуществляться ассистентом лаборатории НИИ 34 или управляться одной из программ сетевого компьютера 20.

Обучающий контролирует выполнение лабораторной работы обучаемыми, сравнивая на сервере 6 обучающего эталонный вариант выполнения лабораторной с выполненным обучаемыми.

Кроме лабораторных работ, выполненных дистанционно, обучающийся для приобретения навыков практической деятельности выполняет лабораторные работы в деятельностном подходе, т.е. сам на лабораторном оборудовании, насколько это позволяют возможности учреждения, в которых он обучается.

В этом случае важна роль обучающего в определении соотношения передачи виртуальной информации обучаемым и привития им практических навыков.

Проверка со стороны министерства образования 40 посещаемости и успеваемости обучаемых может проводится через сетевой компьютер 39, трансляционную сеть 29, дополнительный сервер 14, магистральную сеть 12 на серверах 6, на которых размещены конспекты обучающихся на электронных носителях, ведомости обучающего посещаемости и успеваемости обучаемых, их зачетные книжки, а также рабочая программа и тематический план дисциплины.

Пример 2. При повышении квалификации специалистов, например в аграрном секторе производства

При переподготовке кадров. Слушателям в качестве дополнительного материала демонстрируются испытания новой сельскохозяйственной техники с машиноиспытательных станций (МИС) 36 и новых сортов сельскохозяйственных культур с полей селекционно-семеноводческих станций 37 и НИ-ИСХ 34 на широкоформатном экране 10. Эти поля оснащены цифровыми видеокамерами 22 с телеобъективами 26 и контрольно измерительными приборами 23, информация с которых через сервер 20, дополнительный сервер 14 и сетевой компьютер 5 обучающего отображается на широко форматном экране 10.

При подготовке диссертационных работ на соискание ученых степеней кандидата и доктора наук соискатель ученой степени выступает в роль обучающегося с сетевым компьютером 7, а научный руководитель и научный консультант в роли обучающегося с сетевым компьютером 5 и сервером 6.

Экспериментальная часть диссертационной работы может полностью или ее часть выполняется дистанционно на уникальных дорогостоящих экспериментальных установках, изготовить которые соискатель не в состоянии.

В этом случае соискатель разрабатывает программу и методику экспериментального исследования, согласует их с научным руководителем или научным консультантом, для чего использует сервер 6 обучающего. После предварительного согласования с учреждением - владельцем экспериментальной установки дистанционно проводится эксперимент. Соискатель с помощью цифровых видеокамер 22 и контрольно-измерительных приборов 23 фиксирует ход эксперимента и наносит на свои носители информацию через сервер 21, дополнительный сервер 14 на сервер 6 обучающего.

Управление ходом эксперимента (изменение кинематических, геометрических, энергетических параметров экспериментальной установки) осуществляет соискатель дистанционно через телемеханическую систему (Фиг.2) или через ассистента, обслуживающего установку вручную согласно программы и методики экспериментального исследования, разработанной соискателем.

Пример 3. Особенность преподавание астрономии в рамках школьной программы следующая. Помимо информации изложенной в учебниках и использование карт звездного неба учитель демонстрирует школьникам, сопровождая своими комментариями, фрагменты звездного неба, видимые из разных точек поверхности планеты. В удобных для этого точках поверхности планеты предварительно устанавливают цифровые видеокамеры 22 с телескопом 26 и через сервер 21, дополнительный сервер 14, сервер 6 обучающего и сетевой компьютер 5, и учитель демонстрирует в визуальной форме школьникам уникальные природные явление на широкоформатном экране 10.

Использование предлагаемого способа обучения и усвоения учебного материала в сравнении с известными способами обучения и усвоения учебного материала позволит преобразовать процесс обучения в единую систему и сформировать единое международное информационное пространство системы образования в виде глобальной гипертекстовой системы, аппаратная и программная части которой объединят информацию, доступную обучающим и обучаемым и постоянно дополняющуюся.

Это, как следствие, позволит улучшить и выровнять качество образования в разных учебных учреждениях по одной и той же специальности.

Улучшить систему повышения квалификации специалистов и переподготовку инженерно - технических кадров под новые специальности, отражающие передовые достижения науки и техники.

Повысить эффективность реализации способностей и склонностей студентов в разработке различного рода конструкций техники и технологий и в поиске новых технических решений на уровне изобретений.

Снизить затраты времени, труда и материалов соискателями ученых степеней на подготовку диссертационных работ.

1. Способ обучения и усвоения учебного материала, включающий координацию обучающим индивидуальных и коллективных действий группы обучаемых с учебным материалом, передачу информации учебного материала и обмен сообщениями между членами группы обучаемых и обучающим с использованием локальной сети, средств коммуникации, носителей информации на рабочих местах обучаемых и обучающего, отображение информации средствами отображения информации в режиме персонального и группового восприятия действиями обучаемых и обучаемого с учебным материалом на носителях информации и контроль обучающим усвоения учебного материала обучаемыми, отличающийся тем, что передачу информации учебного материала осуществляют одновременно с дополнительной информацией, получая ее в режиме реального времени, обучающий координирует действия обучаемых, направленные на усвоение дополнительной информации, обучаемые сохраняют учебный материал на носителях информации рабочего места обучающего, при этом между обучающими устанавливают постоянную связь, обеспечивающую возможность обменом сообщений.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обучающий управляет процессом получения дополнительной информации.

3. Устройство обучения и усвоения учебного материала, содержащее средства отображения информации в режиме группового восприятия, рабочие места обучаемых с сетевыми компьютерами обучаемых, имеющими файловую систему с функцией фиксации и отображения информации и поисково-методической базы данных учебного материала с локальных и сетевых носителей информации в режиме индивидуального восприятия, рабочее место обучающего дисциплине с сервером и сетевым компьютером обучающего, имеющими файловую систему с функциями мониторинга и контроля информации на носителях информации обучаемых, и средства коммуникации рабочих мест обучаемых и обучающего и отображения информации, объединяющие их в локальную сеть, выполненную с возможностью подключения к видеотрансляционным сетям, отличающееся тем, что рабочее место обучающего включает объекты изучения дисциплины, снабженные видеокамерами видеотрансляционных сетей и контрольно-измерительными приборами, средствами отображения информации и серверами, объединенными средствами коммуникации в локальные сети, выполненные с возможностью подключения к серверам обучающих данной дисциплине через дополнительный сервер, соединенный средствами коммуникации с дополнительными серверами других дисциплин в трансляционную сеть, выполненную с возможностью подключения через средства коммуникации к другим трансляционным сетям, причем сервер обучающего дисциплине выполнен с возможностью подключения через средства коммуникации к другим серверам обучающих данной дисциплине.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что видеотрансляционные сети и контрольно-измерительные приборы объектов изучения объединены в телемеханическую систему, пунктом управления которой является сетевой компьютер обучающего.