Информационные технологии как средство повышения эффективности инженерной подготовки в образовании

Применение информационных технологий в жизни современного человека весьма разнообразно и во многом затрагивает устоявшиеся основы его существования. К примерам применения средств информационных технологий в бытовой сфере следует отнести:

автоматическую телефонную связь, включая мобильные телефоны;

автоматические многофункциональные бытовые машины и приборы с дистанционным управлением, в том числе и с управлением по компьютерным сетям;

компьютерное медицинское диагностирование, лечение и врачебное наблюдение, включая дистанционные способы выполнения перечисленных врачебных действий;

дистанционные системы охраны жилищ и мониторинга автоматизированных средств поддержки комфортных условий жизни;

компьютерные средства обучения и тренажеры;

интерактивное цифровое телевидение;

автомобильная навигация на базе компьютерной техники, средств космической связи и геоинформационных систем;

обмен личной и деловой информацией по компьютерным сетям (электронная почта, видеоконференции, заказ проездных билетов, резервирование мест в гостиницах, коммунальные платежи, биржевые и банковские операции, покупки товаров);

безналичные расчеты за покупки и услуги с помощью пластиковых карт, которые являются средством индивидуального доступа в банковские информационные системы;

применение компьютеров как мультимедийных средств отдыха (музыка, видеофильмы, игры).

В многообразии фактов и пространных аналитических выкладок теряются собственно фундаментальные положения курса, которые состоят в описании принципов действия и способов их конструктивно-технологического воплощения применительно к конкретным классам технических устройств и систем. На основе этого описания строится по возможности универсальное и полное математическое описание, позволяющее в дальнейшем перейти к формированию соответствующих компьютерных моделей и осуществлять содержательный анализ рабочих свойств совокупности объектов при различных сочетаниях их внутренних параметров и различных внешних воздействиях.

Таким образом, центр тяжести перспективного учебного курса фундаментальной подготовки инженера переносится на создание адекватных математических и компьютерных моделей, позволяющих имитировать поведение множества технических объектов в различных условиях. Большинство процедур моделирования может быть выполнено с помощью универсальных программных средств анализа, которыми снабжаются современные компьютеры. При этом проблемы вычислений, занимающие в современных курсах до половины времени и ни в какой мере не связанные с существом изучаемого предмета, возникают только при оценке точности и достоверности получаемых результатов моделирования.

Последовательная реализация излагаемого подхода создает предпосылки для существенного снижения, а в ряде случаев и разрушения междисциплинарных барьеров, поскольку реально математические модели физически разнородных объектов аналогичны по своей структуре. Кроме того, применение компьютеров как средства моделирования позволяет исключить большинство рутинных операций по преобразованию данных и соответствующим образом повысить производительность учебной работы студентов. А это, в свою очередь, открывает возможности индивидуальной творческой работы с вероятностью получения нетривиальных результатов.

Но даже самостоятельное «открытие» известных зависимостей или закономерностей в процессе «экспериментирования» с имитационными компьютерными моделями дает существенно больший обучающий эффект, чем тот, который достигается в рамках традиционной дидактики многократным повторением некоторой последовательности рутинных операций.