مقاله شبیه سازی در آموزش

بخشی از مقاله

چکیده

هدف از مطالعه توصیفی حاضر بیان تعریف شبیه سازی رایانه ای و کاربرد آن در آموزش می باشد. هدف فناوری های آموزشی تسهیل فرایند یادگیری و بهبود یادداری می باشد، از این رو شبیه سازهای رایانه ای به دلیل ساز و کارهای تعاملی ای که دارند می توانند در امر افزایش یادگیری و یادداری در تمام رشته های علمی علی الخصوص حوزه فنی کاربرد داشته باشند. در این مقاله نگارنده سعی کرده است ضمن بررسی تاریخچه و تعریف شبیه سازی رایانه ای و آموزشی به ارائه الگوی تدریس با شبیه سازی بپردازد و مزایا و معایب شبیه سازی های آموزشی را بیان کند.

.1 مقدمه

با توجه به رشد روز افزون فناوری و تغییر و تحولات عصر حاضر، با حجم وسیعی از اطلاعات پراکنده و گسترده در حوزه های مختلف دانش مواجه هستیم که برای بهره مندی از این اطلاعات بایستی مهارت ها و توان مندیهای فراتر از سواد سنتی داشته باشیم تا بتوانیم همگان با این تغییر و تحولات پیش برویم و در ای نجا است که نقش تکنولوژی پر رنگ می شود.

امروزه عصر ارتباطات است و دانش هر روز نو می شود، و این نیاز را برای انسان به ارمغان می آورد که تلاش نماید تا هرچه بیشتر یاد بگیرد، تا از این قافله عقب نمانند. همگام با پیشرفت های روزافزون فناوری و ابزارهای الکترونیکی و ورود آنها به حیطه های آموزشی نظیر کلاس درس، آزمایشگاه ها و حتی مراکز پژوهشی، در جوامع مختلف شیوه های نوین آموزشی به تدریج جایگزین روش های سنتی شده اند و از این طریق تغییرات قابل توجهی در فرایند یاددهی و یادگیری پدید آورده اند. یکی از موضوعاتی که اکنون در کشور ما رونق بسیاری پیدا کرده و منجر به فرصت های جدیدی در یادگیری و تغییراتی در کلاس درس و آموزش شده است، رایانه ها هستند.

با ظهور فن آوری های جدید مانند کامپیوتر و به دنبال آن اینترنت در عرصه آموزش، محیط های یادگیری جدیدی مانند محیط های الکترونیکی به وجود آمده است که یکی از این روش های مؤثر در این محیط ها شبیه سازی است. آموزش بر اساس کامپیوتر بسیار انعطاف پذیر است و به کمک آن می توان هدفهای سطوح مختلف را آموزش داد

امروزه شبیه سازی در تار و پود علوم دنیای کنونی رسوخ کرده است. در این راستا، نرم افزارهای شبیه سازی بسیار با کاربردهای گوناگونی ارائه شده اند. شبیه سازی رایانه ای امکان بررسی و مطالعه ی سیستم ها را با صرف حداقل زمان، هزینه و خطرات، با قدرتی وسیع، مشابه به محیط واقعی، به راحتی فراهم می کند

رویکردهای سنتی یادگیری با ظهور تکنولوژی های جدید، نظیر چندرسانه ها، فرارسانه ها و ارتباطات از راه دور، دستخوش تغییرات اساسی شده است. تکنولوژی اطلاعات و ارتباطات و محیط های یادگیری مجازی به گونه ای رایج در نظام های آموزشی مورد استفاده قرار می گیرد و کامپیوتر و امکانات شبکه ای به عنوان یک ابزار آموزشی و نیز به عنوان یکی از امکانات مهم در نظام آموزشی پذیرفته شده است

دنیای آموزش و پرورش امروز، نقطه توجه خود را از تدریس به یادگیری معطوف کرده است. این رویکرد یادگیری را محور و پایه همه برنامه ها، سیاست ها و خط مشی های آموزشی قرار می دهد. لازمه تحقق هدف های چنین رویکردی، با توجه به دانش گسترده فن آوری اطلاعاتی، بهره وری از تمام امکانات و فن آوری های غنی در دسترس است

.2 تعریف شبیه سازی

شبیه سازی1 نسخه ای از بعضی وسایل حقیقی یا موقعیت های کاری می باشد و تلاش دارد تا بعضی جنبه های رفتاری یک سیستم فیزیکی یا انتزاعی را بوسیله رفتار سیستم دیگری نمایش دهد - براشی و همکاران2، . - 1999 شبیه سازی فرایند طراحی مدل دنیای واقعی و انجام آزمایش ها با استفاده از آن مدل است که اگر درست فهمیده و استفاده شود، می تواند ابزار قدرتمندی برای فهم رفتار سیستم یا ارزیابی استراتژی های مختلف باشد. شبیه سازی معنای متفاوتی داردبرخی. شبیه سازی را بارزترین رَویه موجود مدل سازی و تحلیل برای حل مسئله یم دانند و برخی دیگر آن را عدم واقعیت، یعنی تقلید یا مَجاز، تلقی می کنند. شبیه سازی به طور منطقی، کارا و اثربخش یک سیستم واقعی را به یک سیستم مَجازی تبدیل می کند

تعریفی که سانگ و کید - 2010 - 4 از شبیه سازی ارائه می دهند عبارت است از این که : »شبیه سازی مدلی پویا و قابل دستکاری از یک سیستم است که تعدادی از ویژگی ها و رفتارهای واقعی سیستم را می آفرینند.«

.1-2 انواع شبیه سازی

شبیه سازی دارای انواع مختلفی نظیر:

·    شبیه سازی های فیزیکی،
·    آموزش پزشکی،
·    پرواز،
·    بازی گونه - بازی های شبیه سازی - ،
·    مهندسی،
·    کامپیوتری،
·    شبیه سازی در علم رایانه،
·    شبیه سازی در تعلیم و تربیت است

.2-2 تعریف شبیه سازی های آموزشی

استفاده از شبیه سازی در آموزش که کاربردی از اصول سایبرتیک است، در قرن 18 به صورت بازی های شبیه سازی شده بود . ایفای نقش و شکل نوین آن به ترتیب منوط به دهه های 1930 و 1940 می شود

گردلر - 2004 - شبیه سازی های آموزشی را این گونه تعریف می کند: »شبیه سازی های آموزشی فعالیت های تجربی هستند که یادگیرندگان را به دنیای دیگری می برد. در شبیه سازی ها یادگیرندگان باید از دانش، مهارت ها و راهبردهای خود در راستای انجام نقش هایی که به ایشان واگذار شده است استفاده نمایند.«

دی جانگ و وان جولینگن - 1998 - 8 یادگیری مبتنی بر شبیه سازی را این چنین تعریف می کنند: »آن نوع یادگیری که در یک محیط کامپیوتری اتفاق می افتد و در آن یادگیرنده در ضمن این که در محیط شبیه سازی پیش می رود به تدریج به ویژگی های مدل مفهومی پی می برد که ممکن است منجر به ایجاد تغییراتی در مفهوم اصلی وی شود.«

.3 رایانه ها و شبیه سازیها

در آینده ای نه چندان دور، رایانه های شخصی و نرم افزارهای فراوان، احتمال به کارگیری شبیه سازها را در مدارس به شدت افزایش خواهند داد. انتخاب نرم افزارهای مفید از بین مجموعه نرم افزارهایی که هر روز در حال افزایش هستند، کار چندان آسانی نیست و در اینجا توضیح مختصری را می طلبد.

آموزش به کمک رایانه1 عبارت است از هر نوع فعالیت آموزشی که از رایانه به عنوان وسیله اولیه برای تدریس محتوا استفاده می کند

با ارزشترین جنبه آموزش با رایانه این است که فراگیران را وارد عرصه یادگیری می کند و در در این میدان آموزش کاملاً با نیازهای یادگیری فردی فراگیران انطباق دارد. از دیگر مزایا تعیین سرعت یادگیری توسط فراگیر، داشتن زمان لازم برای تسلط بر روی یک موضوع و آموزش در یک محیط کاملاً خلوت، شخصی و بدون ابراز قضاوت دیگران است - کوهیان3، . - 2001 در واقع شبیه سازی جالب ترین نوع یادگیری توسط رایانه محسوب شده و به فراگیر اجازه می دهد که نقش مهمی در شبیه سازی موقعیت ها و شرایط ایفا نماید

شبیه سازی کامپیوتری در عام ترین معنایش، فرایند طراحی مدلی ریاضی-منطقی از سیستمی واقعی و آزمایش این مدل با کامپیوتر است - پریتسکر 4، . - 1997 بنابراین، شبیه سازی علاوه بر فرایند مدل سازی، طراحی و اجرای آزمایش مناسب مدل مورد نظر را نیز دربر می گیرد. در واقع نرم افزارهای شبیه ساز محیط هایی را برای یادگیرنده فراهم می آورند که بیشترین شباهت را به محیط واقعی دارند و در عین حال به اندازه رویارویی با محیط واقعی هزینه بر و دارای خطر نیستند. از این امر می توان به طور مؤثر در امر آموزش استفاده نمود

امروزه شبیه سازی در تار و پود علوم دنیای کنونی رسوخ کرده است. در این راستا، نرم افزارهای شبیه سازی بسیار با کاربردهای گوناگونی ارائه شده اند. شبیه سازی رایانه ای امکان بررسی و مطالعه ی سیستم ها را با صرف حداقل زمان، هزینه و خطرات، با قدرتی وسیع، مشابه به محیط واقعی، به راحتی فراهم می کند 

هنگام ارزیابی نرم افزار، باید آن شبیه سازی را که موجب یادگیری و کاربرد مفاهیم درسی می شود، در اولویت قرار داد.

نرم افزارهای موجود را نه چندان دقیق می توان به سه دسته تقسیم کرد:

·    بازیهایی که الهام گرفته از ماجراهای خیالی است.

·    شبیه سازیهای یازی گونه ای که محتوای مربوط به برنامه درسی را به طور حاشیه ای دربر دارند.

·    شبیه سازیهایی که برای تحقق مقاصد آموزشی تدوین شده اند.

ماجراهای خیالی، برای تدریس مفاهیم و مهارتهای زندگی واقعی طراحی نشده اند، ولی مستلزم تفکر منطقی بوده و می توانند آن را به خوبی ارتقا بخشند. شبیه سازیهای بازی گونه که مشتمل بر معماهایی در قلمرو زندگی واقعی هستند، برای تدریس مفاهیم جغرافیایی یا تاریخی طراحی نشده اند، ولی می توانند به خوبی دانسته های افراد را افزایش دهند. شبیه سازیهایی را که موجب یادگیری مفاهیم درسی می شوند، می توان بخش مهمی از یک برنامه درسی تلقی کرد

لازم به ذکر است، همه ی شبیه سازی ها به نرم افزار وابسته اند. در سی سال گذشته، در آموزش و پرورش، به طور روز افزونی از نرم افزار شبیه سازی استفاده شده است. این نرم افزار، کاربری اصول سایبرنتیک - فرمان شناسی - است که شاخه ای از روان شناسی محسوب می شود. یادگیری بر حسب سایبرنتیک، تجربه ی حس نتایج محیطی رفتار فرد و اشتغال در رفتار خود اصلاحی است. آموزش در اصطلاح سایبرنتیک، ایجاد محیطی برای فراگیر است که در آن بازخورد کامل رخ می دهد

تریونا و کلار - 2003 - 5 اظهار می کنند استفاده از شبیه سازی های مبتنی بر کامپیوتر برای آموزش مزایای زیادی دارد که از آن جمله می توان به مواردی مانند قابلیت حمل، ایمنی، هزینه بهره وری، به حداقل رساندن میزان خطا، تقویت یا کاهش ابعاد زمانی و مکانی، و قابلیت نمایش اطلاعات به صورت انعطاف پذیر و سرعت و پویایی آنها اشاره نمود.