„გაცოცხლებული წიგნი“, ვირტუალური ცდები და რეალური შეგრძნებები – უალტერნატივო გამოგონება ტექნიკური უნივერსიტეტისგან

თაიმერი timer.ge
ავტ.: თაიმერი timer.ge ივლისი 19, 2018 20:18

„გაცოცხლებული წიგნი“, ვირტუალური ცდები და რეალური შეგრძნებები – უალტერნატივო გამოგონება ტექნიკური უნივერსიტეტისგან

ვირტუალური ლაბორატორიები და კონსტრუქტორები, რეალურ-ვირტუალური ლაბორატორიები, დისტანციურ-რეალური ლაბორატორიები, ელექტრონული გამოცდის ახალი მეთოდი – პროგრამა რეკორდერი, გამოყენებითი ფიზიკის დაპროგრამების გაკვეთილები…

გინდათ ეს ყველაფერი ერთი ამოსუნთქვით ისწავლონ თქვენმა შვილებმა, ისწავლოთ თქვენ და ასწავლოთ სხვებს?  გინდათ ეს ახალი სიტყვა აითვისოთ? გინდათ თქვენს მიოსწავლეებს გაუადვილდეთ სწავლა?…

რა სიახლეებს სთავაზობს საქართველოს ტექნიკური უნივერსიტეტი, ქვეყანას და რა წვლილის შეტანა შეუძლია უნივერსიტეტს ახალი საგანმანათლებლო სისტემის ფორმირებაში.

ამ და სხვა საკითხებზე გვესაუბრება დავით სონღულაშვილი – ტექნიკური უნივერსიტეტის პროფესორი, ვირტუალური მოდელირების და კონსტრუირების ცენტის ხელმძღვანელი:

  • რას ნიშნავს ვირტუალური ლაბორატორია… სასწავლო დაწესებულებებში, სკოლებსა თუ უმაღლეს სასწავლებლებში  საბუნებისმეტყველო საგნების სწავლების ხარისხის გასაუმჯობესებლად, როგორც  გაკვეთილები ასევე ლექციის კურსი დამატებით უნდა მოიცავდეს სასწავლო პროგრამებს, რომლებიც დამყარებული იქნება ინტერაქტიული სიმულაციის პრინციპზე (მოვლენების მათემატიკური მოდელირება). მასწავლებელს და სტუდენტს ექნება ამა თუ იმ პროცესის ან მოვლენის პარამეტრების ცვლილებაში ჩარევის შესაძლებლობა და ამის შემდეგ პროცესის ცვლილების ვიზუალური აღქმა. პროგრამები წარმოდგენილია ვირტუალური ლაბორატორიების და „ვირტუალური კონსტრუქტორების“ სახით, რომელთა გამოყენებითაც ვირტუალური ექსპერიმენტი მაქსიმალურადაა რეალობასთან მიახლოვებული. ამავე დროს, შესაძლებელია უხილავ მოვლენათა ვიზუალიზაცია. ყოველივე ეს საშუალებას მისცემს ახალგაზრდებს, უფრო ღრმად ჩაწვდნენ მოვლენათა არსს და თვითონ გახდნენ ექსპერიმენტის თანამონაწილეები. ყოველივე ამის შედეგად,  როგორც ლექცია, ასევე  გაკვეთილი გაცილებით საინტერესო და სახალისო გახდება. „ვირტუალური კონსტრუქტორის“ არსებობა სტუდენტს თუ მოსწავლეს  საშუალებას აძლევს, თავად ჩაატაროს ექსპერიმენტი და  გამოკვლევის საფუძველზე გამოიტანოს დასკვნები, მიიღოს  ცოდნა აღმოჩენისა და კვლევის გზით. ჩვენ უნდა მივცეთ ახალგაზრდებს კვლევის ჩატარების საშუალება, რათა მათ კვლევის გზით მიიღონ ცოდნა და არა დაზეპირებით, ეს არის მთავარი მომენტი, რასაც ემსახურება ვირტუალური ლაბორატორია.

 

  • ვთქვათ, მოდელის გადატანა მინდა მთვარეზე…

 

  • თუ გინდა, მოდელი გადაიტანოთ მთვარეზე ან სხვა პლანეტაზე და ექსპერიმენტი ჩაატარო, პირველ რიგში, ქმნი იმ სამყაროს, იმ გარემოს, რაც მოცემულ პლანეტაზეა. ამავდროულად, თვალსაჩინო ხდება ყველა ფიზიკური პროცესი, რომელიც რეალურ გარემოში ცდის ჩატარების დროს უხილავია. კვლევის პროცესში შეგიძლია საინტერესო ცდა დადგა, რაც უსაფრთხოა და ამავდროულად ფიზიკური პროცესი გამოდის წინა პლანზე.  ლაბორატორია ჩემი შექმნილია ტექნიკურ უნივერსიტეტის ბაზაზე და ის ყველასთვის ხელმისაწვდომი რომ გახდეს, განათლებისა და მეცნიერების სამინსიტრომ უნდა განახორციელოს.

 

  • ანუ სკოლებთან, სადაც ასე საჭიროა ეს ლაბორატორია, კავშირი არა გაქვთ?

 

  • როგორ არა, გვაქვს, გვაქვს. ჩვენ ხელშეკრულებას ვაფორმებთ სკოლებთან, რის საფუძველზეც სკოლაში ვაინსტალირებთ ლაბორატორიას, პარალელურად, მასწავლებლების გადამზადებასაც ვახდენთ. ამ საქმეში მასწავლებლების გადამზადება ერთ-ერთი მთავარი კომპონენტია. თუ ეს არ მოხდება, ლაბორატორიის გადაცემა სრული უაზრობაა, სკოლა ვერ მოიხმარს მას.

 

  • მოთხოვნადია?

 

  • ვინც ნახა ეს ლაბორატორია, ყველას გაუჩნდა სურვილი, მათთანაც ყოფილიყო სკოლაში. ძირითადად, კერძო სკოლებმა შეიძინეს, თუმცა რამდენიმე სახელმწიფო სკოლაც დაინტერესდა და უკვე იყენებს.

 

  • რა სფეროებს მოიცავს პროექტი, ეს მხოლოდ ფიზიკას ეხება?

 

  • არა, ცხადია. ეს ლაბორატორია მოიცავს ფიზიკას, ქიმიას, დაწყებით კლასებს – ბუნება, ხელოვნება, მუსიკა. თორმეტივე დონეა შექმნილი ქართულ ენაში, არაქართველი ბავშვებისთვის ცალკე გვაქვს პროგრამა, ყველა პროფესიული სასწავლებლისთვის ცალკე და მოიცავს მეღვინეობას, მეხილეობას, რძის წარმოებას, პროფესიებს: ავტომექანიკოსი, აგრომექანიკოსი, თევზის მრეწველობა-წარმოება. ეს ყველაფერი შექმნილია და მხოლოდ გამოყენება უნდა.

 

  • ჩემი მოსწავლეობის პერიოდში მთავარი იყო წიგნი და ლაბორატორია, სადაც მხოლოდ მასწავლებელი ატარებდა ცდებს ლაბორანტთან ერთად…

 

  • დიახ, ლაბორატორიები იყო სკოლებში და ჩვენ ვუყურებდით, როგორ ატარებდა ლაბორანტი ცდებს, მაგრამ მთავარი ეს არ არის – მთავარია, ბავშვმა თავად მიიღოს მონაწილეობა ცდებში, თავად ჩაატაროს, თავად იყოს აქტიური. მოსწავლე მხოლოდ მაშინ გაერკვევა ამ რთულ საკითხებში, როცა ამას თავად გააკეთებს! როგორ შეიძლება, ცდა სხვამ გააკეთოს და ადვილად გაიგო. აი, ამის გამო შეიქმნა რეალურ-ვირტუალური ლაბორატორია, რაც უნიკალურია და ანალოგი არ აქვს.

 

  • მხოლოდ ამიერკავკასიაში?

 

  • არა, მსოფლიოში! ცდას ვატარებ რეალობაში, მაგრამ ყველა თანმხლები უხილავი მოვლენა ხდება ხილული, ეს არის ახალი სიტყვა.

 

  • არ იყო ვირტუალურ-რეალური ლაბორატორიები, მაგრამ ბავშვები სწავლობდნენ.

 

  • ახლა სხვა მოცემულობა გვაქვს, სხვა მოთხოვნები. ლაბორატორია უნდა იყოს გახსნილი, ყველა წვრილმანი უნდა ჩანდეს, რითაც მოსწავლეს დააინტერესებ.

 

  • ეს ანიმაციაა?

 

  • არა, ჩვენი ლაბორატორია არ არის ანიმაცია. ანიმაცია არის მულტიპლიკაციური ფილმი, ზიხარ და უყურებ. ვირტუალური ლაბორატორია კი ნიშნავს, რომ შეგიძლია უშუალოდ პროცესში ჩაერიო და ამის მიხედვით დადგება შედეგი, როგორც რეალობაში, როგორ მოქმედებასაც გააკეთებ, შედეგიც ისეთივე გექნება.

 

  • ესე იგი მე ვმოქმედებ მაგიდაზე, რაც აისახება დაფაზე. ცდას ვატარებ მაგიდაზე, წყლიან წურჭელში ვყრი მარილს, დაფაზე ვხედავ რეაქციას, რაც ხდება ამ დროს ჭიქაში, რაც თვალით უხილავია, მაგრამ ვხედავ ვირტუალურად.

 

  • დიახ.

 

  • ჩვენ „წიგნის გაცოცხლების“ ექსპერიმენტიც ვნახეთ…

 

  • როგორც წესი, წიგნებში მოცემულია ბმულები, მასწავლებელი მოსწავლეებს ეუბნება შედით ამ ბმულზე, ნახავთ ფილმს ამ თუ იმ ცადზე. საქმე ისაა, რომ ეს ბმულები არ მუშაობს და თუ მუშაობს, მაინც არაფერს მოგცემს. რა ხდება „წიგნის გაცოცხლების“ შემთხვევაში? ავირჩიეთ თემა, ვთქვათ, ნიუტონის კანონი, მოცემულია ნახაზი. ამ ფურცელს მობილური ტელეფონით გადავუღებ ფოტოს და ნახაზი ცოცხლდება (გადადის) დიდ ეკრანზე, რის შემდეგაც ვატარებ ექსპერიმენტს. ამით გეძლევა საშუალება, რაც წიგნში იყო უძრავი, ეკრანზე მოძრავი გახდეს და დაიწყო მოქმედება. როგორც წესი, მასწავლებელი უკრძალავს ბავშვებს ტელეფონით კლასში შესვლას. მოდი, პირიქით გავაკეთოთ, ტელეფონი გამოვიყენოთ სასიკეთოდ და არა სმს-ების გასაგზავნად, დავასკანეროთ თემა და გავაცოცხლოთ. რას ნიშნავს გაცოცხლება? ვინაიდან ვირტუალური ლაბორატორიები ეროვნული სასწავლო (სკოლის) პროგრამების მიხედვითაა შედგენილი, ეკრანი ცნობს თემას, რომელიც მან მიიღო დასკანერებული და ლაბორატორია მას პოულობს – ეს ცდის ჩატარების საშუალებას გვაძლევს. ეს არის ახალი სიტყვა.

 

  • აქ სხვადასხვა ცდის ჩატარების საშუალება მაქვს თუ მხოლოდ ერთ ცდას ვატარებ?

 

  • არა. შენ შეგიძლია წიგნში ნებისმიერი ნახაზი იპოვო, ან თავად მოიფიქრო. შემდეგ, გინდა გაარკვიო, სწორია თუ არა ნახაზი და იმუშავებს თუ არა. სპეციალური პროგრამა ასრულებს სამუშაოს, ვაგზავნი ნახაზს და რობოტი-მხატვარი, მხაზველი – ასე დავარქვით, იწყებს ხატვას. მხაზველს აქვს ვერცხლის კალამი, რომლის საშუალებითაც ის ამ ნახაზს ფურცელზე დაიტანს.

 

  • რატომ ვერცხლი?

 

  • გამტარია ვერცხლი. ამის შემდეგ რობოტი ელექტრიკოსი იწყებს დეტალების დალაგებას და თუ შენი ნახაზი სწორია, ის იფუნქციონირებს, თუ შეცდომა გაქვს დაშვებული, არ იმუშავებს. შენ გაქვს საშუალება, შეასწორო ნახაზი და თავიდან გააგზავნო. ეს ლაბორატორია კუსტარულადაა გაკეთებული, რადგან ამას სერიოზული დაფინანსება სჭირდება. ალბათ, ოდესმე განხორციელდება ჩემი ოცნება და მართლა გაკეთდება მსგავსი ლაბორატორიები. აქ არის სპეციალური მაგიდები, სადაც ცდებია დანომრილი, ყველა მაგიდას ახლავს რობოტი და კამერა. რომელ ცდასაც ირჩევ, იმ მაგიდაზე ინთება შუქი და ეს მაგიდა გემსახურება, სხვა მაგიდაზე, სხვა მუშაობს.

 

  • შედეგი?

 

  • არავითარი აზრი არა აქვს საქმიანობას, თუ შედეგი არ ვიღებთ. პირველ რიგში, ეს არის ურთიერთობა სტუდენტებთან, მოსწავლეებთან, ისინი ჩემთან ერთად უნდა ქმნიდნენ ამ ყველაფერს. ჩვენი მოსწავლეები ხშირად მთელი ღამეებს ლაბორატორიაში ატარებენ და მუშაობენ, არავინ ავალდებულებს მათ ამას, მაგრამ ინდომებენ და აკეთებენ. ერთ მაგალითს გავიხსენებ: სენაკელი მოსწავლეები მყავდა, მეც ჩავდიოდი იქ და ისინიც ჩამოდიოდნენ თბილისში. პირველად სენაკში რომ ჩავედი, ახალი დაწყებული გვაქვს გაკვეთილი და ბავშვები მეუბნებიან: მასწ, ქალაქში გავალთ, რა. თურმე სკოლის გვერდით, 100 მეტრში არის კაფე და იქ დადიან ბავშვები. სკოლა-კაფე-სახლი – აი, ესაა მათი მთელი დღე. როცა დავიწყეთ ცდების ჩატარება, კლასიდან არ გადიოდნენ, არც კაფეში, არც სხვაგან. 5 ბავშვი მყავს იქ გამორჩეული, 4 გოგო, 1 ბიჭი. შუაღამემდე რჩებოდნენ სკოლაში და მუშაობდნენ ჩემი მეთვალყურეობით. დედები ურეკავდნენ ბავშვებს, მოდით სახლშიო, ესენი კი პასუხობდნენ, – ადვილი გგონია ამერიკაში წასვლა? ბავშვებმა იცოდნენ, რომ შრომით მიაღწევდნენ ბევრს. რა შედეგს მიაღწიეს? დანერგეს „შეტყობინების სისტემა მეწყერსაშიში ზონებისათვის“. „ნასაში“ წაყვანეს ეს ბავშვები.

 

  • საიდან მოუვიდათ იდეა?

 

  • მათი სკოლის წინ დაინგრა გზა, ჩავარდა. ეს იყო ერთ-ერთი სტიმული, რომ მათ ემუშავათ ამ საკითხზე. ორი წელი ვიმუშავეთ ერთად, უკვე იმ დონეზე გავიდნენ, რომ დამუშავდა სისტემა და გაკეთდა მოდელი. მოდელმა იფუნქციონერა, წავიდნენ „ნასაში“, გაიმარჯვეს და აიღეს პირველი ადგილი. მეშვიდე-მერვე კლასელები არიან.

 

  • სად ხდება ზღვარის წაშლა ვირტუალურ და რეალურ სამყაროს შორის?

 

  • რეალურ-ვირტუალური ლაბორატორიის დანიშნულება მოსწავლის და სტუდენტის მიერ რეალურ ვითარებაში ცდების ჩატარება და იმავდროულად  მოცემული ცდის თანმხლები უხილავი მოვლენების ვიზუალიზაციაა.        თანამედროვე ციფრული ლაბორატორიებისგან განსხვავებით,  რომელიც მხოლოდ გრაფიკების ასაგებად და ცხრილების შესადგენად არის განკუთვნილი და არ ჩანს მოვლენის ფიზიკური შინაარსი, აღნიშნული ლაბორატორიის ძირითად განმასხვავებელ ფაქტორს წარმოადგენს სწორედ ფიზიკური მოვლენების წინა პლანზე წამოწევის უნარი. თითოეული ლაბორატორია წარმოადგენს დამოუკიდებელ ელექტრულ კომპონენტებისგან და სენსორებისგან შემდგარ პლატას, რომელიც  გადასცემს კომპიუტერს ციფრულ და ანალოგურ მონაცემებს,  სადაც სათანადო პროგრამაში აისახება ის ფიზიკური მოვლენა, რომელიც განსაზღვრულია მოცებულ პლატაში.

 

  • .ი. ჩვენ ვხედავთ დაფაზე ვირტუალურ ამოცანას. ვირტუალურ სხეულს ძაფი აქვს მიმაგრებული, რაც ნამდვილი ძაფით გრძელდება. ვირტუალურ ძაფს რომ ვექაჩები, გამოდის რომ ვექაჩები ნამდვილ ძაფს და იმის მიხედვით მოქმედებს ვირტუალური სხეული, მძიმეა თუ არა და შეგრძნებებიც არის ნამდვილი. თან ვირტუალურ სამყაროში შემიძლია ხახუნი, შემიძლია ადგილი, გრავიტაცია შევცვალო, რასაც ვერ გავაკეთებ რეალურში, მაგრამ შეგრძნება მექნება ზუსტად ისეთი, როგორიცაა რეალური. რა პირობაც შევქმენი ვირტუალურში, რეალურად ადეკვატური შეგრძნება მაქვს. ასეა?

 

  • დიახ.

 

  • დაბოლოს, რას ნიშნავს დისტანციურ-რეალური ლაბორატორია და ელექტრონული გამოცდის ახალი მეთოდი – პროგრამა რეკოდერი?

 

  • რეალურ სამყაროსთან უწყვეტი კავშირის შესანარჩუნებლად უნდა მოხდეს შერწყმა ვირტუალური ლაბორატორიებისა რეალურ ლაბორატორიებთან. ხშირად რეალური ლაბორატორიების დეფიციტისა და ინდივიდუალურად ცდების ჩატარების პირობების არარსებობის გამო, დღის წესრიგში დგება შეიქმნას ისეთი ლაბორატორიები, რომელთა გამოყენება და ცდების ჩატარება შესაძლებელი იქნება ინტერნეტრესურსების გამოყენებით. ასეთი ლაბორატორიებით შეიძლება აღიჭურვოს სკოლები, უმაღლესი სასწავლებლები, პროფესიული ტექნიკური სასწავლებლები. მათი უპირატესობა ის არის, რომ ცდისა და ექსპერიმენტის ჩატარების საშუალება ეძლევა ნებისმიერ მსურველს (მოსწავლეს, აბიტურიენტს, სტუდენტს) სახლიდან გაუსვლელად და ნებისმიერი ადგილიდან, ნებისმიერ დროს. ასევე მისი გამოყენება შეუძლიათ შეზღუდული შესაძლებლობების პირებს,რომლებსაც უჭირთ გადაადგილება. დაინტერესებულ პირს რეალურ ლაბორატორიაში შესვლის შესაძლებლობა მიეცემა მხოლოდ კოდის მიღების შემთხვევაში, რომელსაც ის მიიღებს ანალოგიურ ვირტუალურ ლაბორატორიაში ექსპერიმენტის წარმატებით შესრულების შემთხვევაში.

 

  • და ეს ყველა ბავშვისთვისაა ხელმისაწვდომი? რეგიონებშიც?

 

  • დიახ. რაც ეხება თქვენი კითხვის მეორე ნაწილს, ელექტრონული გამოცდის ახალი მეთოდი – პროგრამა რეკოდერი თვალს ადევნებს გამოსაცდელი პირის მოქმედებათა მიმდევრობას, მისდამი დასმული ამოცანის გადაჭრისას. ამ პროგრამის ჩანაწერების განხილვისას იოლდება მოსწავლის ცოდნის ხარისხისა და კრეატიულობის დადგენა. ამ პროგრამის გამოყენება კარგ შედეგს მოგვცემს დისტანციური სწავლებისას მასალის უკეთ ათვისებაში, რადგან ინფორმაციის გაცვლა მოსწავლესა და მასწავლებელს შორის ხდება დინამიური მიმდევრობით. კერძოდ: მოსწავლეს მასწავლებლისგან ეგზავნება ამოცანის ინტერაქტიული პირობა (მოცემულობა), რის შემდეგაც მასწავლებელს უბრუნდება მოსწავლის მიერ შესრულებული დავალება დინამიური მიმდევრობით. მასწავლებელს საშუალება ეძლევა, თვალი მიადევნოს იმ პროცესს, რაც შესრულდა მოსწავლის მიერ, აფასებს მისი შესრულების სისწორეს, აფიქსირებს შეცდომას, მათ შორის მექანიკურსაც. შესაძლებელია ამოცანის პირობაში ჩარევა, მოცემულობის შეცვლა და ა.შ

 

 

 

 

 

თაიმერი timer.ge
ავტ.: თაიმერი timer.ge ივლისი 19, 2018 20:18

გამოკითხვა

ამჟამად არცერთი გამოკითხვა არ მიმდინარეობს.

Google სტატისტიკა


6,929
ვიზიტორი
დღეში
Powered By Google Analytics