تکنولوژی آموزشی در جهان امروز

استفاده از شبیه سازی های کامپیوتری برای بهبود تدریس کلاسی مربیان بسیاری را در حوزه های مطالعه و پژوهش علاقمند کرده است همچنان که کاربرد نرم افزارها پیچیده تر می شود معلمان فرصت های بیشتری برای مطالعه پیدا می کنند که دانش آموزان را واقع گرایانه تر می کند تا آنچه را که در آموزش یاد گرفته اند به کار ببرند . به این دلیل استفاده از انیمیشن ، صدا ، و عناصر ویدئویی که می تواند به کاربر خاصی بازخورد دهد به عنوان ابزارهایی به مربیان داده شده است که می توانند به وسیله آنها محیط های پیچیده ای ایجاد کنند که شرایط زندگی واقعی را همانند سازی می کنند .در نتیجه این موجب درگیری بیشتر شاگرد با محیط و همچنین دریافت بازخورد به خود می شود که می تواند موجب اصلاح رفتار خود شود .

تعریف شبیه سازی:

شبیه سازی : شبیه سازی نسخه ای از بعضی وسائل حقیقی یا موقعیت های کاری است و تلاش دارد تا بعضی جنبه های رفتاری یک سیستم فیزیکی یا انتزاعی را به وسیله ی رفتار سیستم دیگری نمایش دهد که در بسیاری از متون شامل مدل های سیستم های طبیعی و سیستم های انسانی است. .همچنین آن نمایش مجدد یا خلق مجدد یک شئ یا موضوع واقعی یا موقعیت می باشد اگرچه این تکنیک همانند آینه واقعیات را همانند سازی می کند اما احتمال وارد آوردن صدمه یا آسیب به شرکت کنندگان وجود ندارد.

انواع شبیه سازی :

1 . شبیه سازی های فیزیکی ومتقابل

2 . شبیه سازی در آموزش

3 . شبیه سازی های پزشکی

4 . شبیه سازی های پرواز

5 . شبیه سازی های بازی گونه ( بازی های شبیه سازی )

6 . شبیه سازی مهندسی

7 . شبیه سازی کامپیوتری

8 . شییه سازی در علم رایانه

9. شبیه سازی در تعلیم و تربیت

شبیه سازی های فیزیکی : به شبیه سازی گفته می شود که در آن اشیاء فیزیکی به جای شئ واقعی جایگزین می شود . و این اشیاء فیزیکی اغلب به این خاطر استفاده می شوند که کوچک تر و ارزانتر از شئ یا سیستم حقیقی هستند . شبیه سازی متقابل یا تعاملی نوع خاصی از شبیه سازی فیزیکی هستند .

شبیه سازی در آموزش : این نوع شبیه سازی اغلب در آموزش پرسنل شهری و نظامی استفاده می شود و معمولا ًهنگامی رخ می دهد که استفاده از تجهیزات در دنیای واقعی از لحاظ هزینه کمرشکن ویا بسیار خطرناک است تا بتوان به دانش آموزان اجازه ی استفاده از آنها را داد . در چنین موقعیت هایی کار آموزان وقت خود را با آموزش دروس ارزشمند در یک محیط واقعی ایمن می گذرانند .

شبیه سازی های آموزشی به چهار دسته تقسیم می شوند :

الف. شبیه سازی های زنده : جایی که افراد واقعی از تجهیزات شبیه سازی شده در دنیای واقعی استفاده می کنند .

ب. شبیه سازی های مجازی : جایی که افراد واقعی از تجهیزات شبیه سازی شده در دنیای شبیه سازی شده یا محیط واقعی استفاده می کنند .

ج. شبیه سازی ساختاری : جایی که افراد شبیه سازی شده از ابزار و تجهیزات شبیه سازی شده در یک محیط شبیه سازی شده استفاده می کنند . لازم به ذکر است که این شبیه سازی ها اغلب به بازی های جنگی معروف هستند . زیرا شباهت هایی با بازی های جنگی رومیزی دارند که در آن ها بازیکنان سربازان و تجهیزات را اطراف یک میز هدایت می کنند .

د. شبیه سازی های ایفای نقش : جایی که افراد واقعی یک کار واقعی را بازی می کنند .

شبیه سازی های پزشکی : شبیه سازی های پزشکی برای آموزش روش های درمانی و تشخیص و همچنین اصول پزشکی و تصمیم گیری به پرسنل بهداشتی به کار می رود.

شبیه سازی های پرواز : این شبیه سازی ها بیشتر در آموزش خلبانی و پرواز که به دلیل هزینه و خطر زیاد شخص نمی تواند در محیط واقعی انجام دهد استفاده می شود . به عنوان مثال این شبیه سازی ها اغلب برای آموزش خلبانان استفاده می شوندتا هواپیما را در موقعیت های بسیار خطرناک مثل زمین نشستن بدون داشتن موتور یا نقص کامل الکتریکی یا هیدرولیکی هدایت کنند، پیشترفته ترین شبیه سازها دارای سیستم بصری با کیفیت بالا و سیستم حرکت هیدرولیک هستند . کار شبیه ساز به طور معمول نسبت به هواپیمای واقعی ارزان تر است .

بازی های شبیه سازی : بسیاری از بازی های ویدئویی شبیه ساز هستند . این بازی ها جنبه های گوناگون واقعی را شبیه سازی می کنند از اقتصاد گرفته تا وسائل هوانوردی مثل شبیه سازهای پرواز .

شبیه سازی مهندسی : شبیه سازی یک مشخصه ی مهم در سیستم های مهندسی است.به عنوان مثال در مهندسی برق از خطوط تاخیری استفاده می شود تا تا تاخیر تشدید شده و شیفت فاز ناشی از خط انتقال واقعی را شبیه سازی کنند . همچنین از بارهای ظاهری می توان برای شبیه سازی مقاومت بدون شبیه سازی تشدید استفاده کرد و از این حالت در مواقعی استفاده می شود که تشدید ناخواسته باشد . یک شبیه ساز ممکن است تنها چند تا از کارکرد های واحد را شبیه سازی کند که در مقابل با عملی است که تقلیدی نامیده می شود .

شبیه سازی کامپیوتری : شبیه سازی رایانه ، جزو مفیدی برای بسیاری از سیستم های طبیعی در فیزیک ، شیمی وزیست شناسی و نیز برای سیستم های انسانی در اقتصاد و علوم اجتماعی (جامعه شناسی کامپیوتری ) و همچنین در مهندسی برای به دست آوردن بینش نسبت به عمل این سیستم ها شده است . یک نمونه خوب از سودمندی استفاده از شبیه سازی را می توان در حیطه ی شبیه سازی ترافیک شبکه جستجو کرد . در چنین شبیه سازی هایی رفتار مدل هر شبیه سازی را مطابق با مجموعه پارامتر های اولیه منظور شده برای محیط تغییر خواهد داد . شبیه سازی کامپپیوتری اغلب به این منظور به کار گرفته می شود تا انسان از از شبیه سازی های حلقه ای در امان باشد .

به طور روز افزونی معمول شده است که نام انواع مختلفی از شبیه سازی شنیده می شود که به عنوان « محیط های صناعی » اطلاق می شوند این عنوان اتخاذ شده است تا تعریف شبیه سازی عملاً به تمام دستاوردهای حاصل از رایانه تعمیم داده شود .

شبیه سازی در علم رایانه : در برنامه نویسی کامپیوتری ، یک شبیه ساز اغلب برای اجرای برنامه ای مورد استفاده قرار می گیرد که انجام آن برای رایانه با دشواری همراه است برای مثال ، شبیه سازها معمولا برای رفع عیب یک ریزبرنامه استفاده می شوند . از آن جایی که کار کامپیوتر شبیه سازی شده است ، تمام اطلاعات در مورد کار رایانه مستقیماً در دسترس برنامه دهنده است و سرعت و اجرای شبیه سازی را می توان تغییر داد . همچنین شبیه سازها برای تفسیر درخت های عیب یا تست کردن های طراحی، قبل از ساخت مورد استفاده قرار می گیرند .

در علم رایانه نظریه ، عبارت شبیه سازی نشان دهنده یک رابطه بین سیستم های انتقال وضعیت است که این در مطالعه ی مفاهیم اجرایی سودمند است .

شبیه سازی در تعلیم و تربیت : شبیه سازی ها در تعلیم و تربیت گاهی مثل شبیه سازی های آموزشی هستند . به طور کلی این شبیه سازی ها روی وظائف خاص و ویژه متمرکز می شوند .

کاربرد:

در شبیه سازی یک مساله ی فرضی که شبیه واقعیت های زندگی واقعی باشد برای دانش آموزان طرح می شود و سپس از او خواسته می شود که با به کار بردن بعضی قواعد برای مساله چاره جویی کند . در مواردی که شبیه سازی به کار برده می شود فراگیر غالباًراه حل های گوناگونی را مورد نظر قرار می دهد و با مقایسه ی نسبی آنها راه حل خاصی را توصیه می کند . برای مثال در درس مطالعات اجتماعی دانش آموزان یک کلاس می توانند نقشه ای برای یک شهر طراحی کنند . به این ترتیب که بر اساس داده های توصیه شده در زمینه ی جغرافیایی ، جمعیت شناسی و اقتصادی از دانش آموزان انتظار می رود که نقشه ی یک شهر را چنان تهیه کنند که مساحت لازم را برای برای مناطق مسکونی ،صنعتی ، گردشگاه مراکز بازرگانی ، معابر عمومی و غیره طراحی شود .

در شبیه سازی سعی بر این است که حتی الامکان شرایط واقعی به گونه ای شبیه سازی شود که مفاهیم فراگرفته شده و راه حل های مشخص شده برای مسائل، قابلیت انتقال به جهان واقعی را داشته و به درک و اجرای وظائف مرتبط با محتوای شبیه سازی کمک کند. دانش آموزان برای پیشرفت از طریق انجام تکالیف شبیه سازی شده باید مفاهیم و مهارت های ضروری برای ایفای نقش در زمینه های مورد نظر را در خود پرورش دهند .

نکته ی مهم: استفاده ی موثر از الگوی شبیه سازی در کلاس درس به این امر بستگی دارد که چگونه معلم ، شبیه سازی از پیش تعیین شده را در درون برنامه ی درسی جای می دهد و نکات آموزنده را برجسته کرده و تقویت نماید . هم توانایی دانش آموزان وهم ویژگی های خود آموزی شبیه ساز ها از اهمیتی حیاتی برخوردارند.

اهداف ومقاصد شبیه سازی:

1. ایجاد تغییر نگرش

2. تغییر بعضی از رفتارهای خاص

3. آمادگی فراگیران جهت فراگیری نقش های جدید برای آینده

4. کمک به افراد در فهمیدن نقش ووظیفه ی موجود واخیر خود

5. تغییر مسائل یا موقیت ها به اجزاء و عناصر قابل اداره کردن

6. نمایش نقش هایی که روی فراگیران تاثیر داشته اما ممکن است تا آخر عمر با آن مواجه نشوند

7.افزایش انگیزه و علاقه در فراگیران

8. ایجاد فرایند های تجزیه و تحلیل در فراگیران

9 .حساس سازی و آگاه سازی فراگیران از نقش های زندگی سایر افراد

مزایای استفاده :

الف. از پیچیدگی وظایف بسیار یادگیری بیش از آنچه که در دنیای واقعی وجود دارد می کاهد ، به نحوی که دانش آموزان می توانند فرصت تسلط بر مهارت هایی را به دست بیاورند که در دنیای واقعی امکان کسب آن نیست .

ب. امکان یادگیری شاگردان از بازخورد به خود به وجود می آورد . یعنی کار آموز به وسیله ی آن می تواند رفتار های اصلاح گرانه ی ضروری را با تمام حواس خود ونه تنها با شنیدن توضیحات شفاهی یاد بگیرد.

د. بعضی از فعالیت های آموزشی خاص که بسیار مفید نیز هستند را نمی توان مستقیماً در کلاس درس اجرا کرد یا به نمایش گذاشت چرا که دارای معایبی از قبیل گرانی ، خطرناکی ، زمان بر بودن ، غیر اخلاقی بودن یا غیر ممکن بودن می باشند . می توان این فعالیت های آموزشی را به طرق ارزان ، ایمن ، اخلاقی و کافی در محیطی عملی شبیه سازی نماید .

نقش معلم :

نقش معلم در جریان شبیه سازی :

الف. توضیح دادن : نقش معلم در توضیح و شرح قواعد شبیه سازی تا حد اجرای اکثر فعالیت ها است .

ب. رجوع دادن : معلم باید قبل از شروع بازی تکالیف شاگردان را در بازی مشخص سازد . معلم به عنوان یک داور پیرو قواعد است .

ج. نظارت و راهنمایی انفرادی کردن : باید نکاتی که شاگردان را در ایفای بهتر نقش فرد در گروه توانمند می سازد ارائه دهند . معلم به عنوان یک مشاور حامی است نه یک واعظ و ناظم.

د. بحث : پش از جلسه به مباحثه درباره ی میزان نزدیکی شبیه سازها با جهان واقعی ، مشکلات و بینش های دانش آموزان پیش از آن و روابطی که می توان بین شبیه سازی و موضوع مورد نظر مشاهده کرد نیاز است .

رایانه ها و شبیه سازها :

نرم افزار های موجود را می توان به سه دسته تقسیم کرد :

الف. بازی هایی که الهام گرفته از بازی های خیالی هستند .

ب. شبیه سازی های بازی گونه ای که محتوای مربوط به برنامه درسی را به طور حاشیه ای شامل می شوند .

ج. شبیه سازی هایی که برای تحقق مقاصد آموزشی تدوین شده اند.

مراحل استفاده از شبیه سازی ها :

تاریخچه ی اخیر بازی ها و شبیه سازی های آموزشی ، به نظر می رسد که به وسیله ی دو دوره ای مشخص از پژوهش و پیشرفت مشخص می شود .

مرحله ی اول: در اصل بر پایه ی شبیه سازی های روابط بین المللی بود، فعالیت ها اکثراً برداشت گرایانه و ذهنی بود. گزارش های مربوط به این فعالیت ها در سال 1959 منتشر شد(به عنوان مثال :حیطه ی بلوم و پادلفورد 1959 ؛ گلدهامر و اسپایر1959 وگتزکاو) .

در مرحله ی دوم که در حدود سال 1962 آغاز شد، تعدادی از انواع بازی های شبیه سازی رشد کردند . این بازی ها در شرایط معمولی کلاس درس آزمایش می شدند و تلاش داشتند تا پژوهش های ارزیابانه ی عینی تر و کمی تری ایجاد کنند .

پیشینه ی تحقیق :

بر اساس آنچه که جوناسن ، کمپبل ، دیویدسون (1994) اظهار داشته اند ، کاربرد شبیه سازی های آموزشی به طور گسترده افزایش یافته است . زیرا آنها فرصت هایی برای دانش آموزان فراهم می کنند که می توانند دانشی را که در کلاس درس به دست آورده اند به کار ببندند .

بر اساس نظریه های یادگیری معاصر ، موثرترین یادگیری در بافت معنا دار و تکالیف واقعی قرار داده شده است . یعنی موثرترین یادگیری در متن وظایف معنادار جهان واقعی قرار داده شده است .

هافمن و ریچی (1997) خاطر نشان کرده اند که چند رسانه ای های تعاملی یک مزیت مهم ایجاد کرده اند چون با شبیه سازی زندگی واقعی می توان دانش آموز را از حصار زمان ، مکان و توانایی های فیزیکی خارج کرد. در سناریوهای دنیای واقعی شبیه سازی شده ، دانش آموزان در موقعیت هایی قرار داده می شوند که با اطلاعات ناقص و یا حتی نادرست روبرو می شوند که باید دست به تصمیم گیری بزنند .

در طی سال های گذشته تعداد مطالعاتی انجام شده است که تاثیر مطالعه ی مبتنی بر کامپیوتر در شرایط و موقعیت های شبیه سازی های آموزشی را بررسی کرده اند .

لی (1999) یک ابر تحلیل از مطالعات پژوهشی مربوط به شبیه سازی های آموزشی انجام داد تا تعیین کند که چه عواملی در اثر بخشی شان تاثیر دارند . مطالعات لی بر دو نوع مختلف آموزشی شبیه سازی متمرکزشد:

1 . نوع عملی (تمرینی) : نوعی از شبیه سازی است که در آن ابتدا کاربران در معرض قسمتی از دانش به وسیله ی آموزش سنتی قرار داده می شوند و سپس از آن ها خواسته می شود که آن دانش را در طی وظایفی که در شبیه سازی ارائه شده است به کار ببرند .

2 . نوع نمایشی : این نوع شبیه سازی قصد دارد منبعی برای هر دو فرصت های تمرینی و آموزشی برای دانش آموزان باشد.

شبیه سازی به دو صورت به دانش آموزان ارائه می شود :

1 . بدون راهنمایی

2 . با راهنمایی

نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل مطالعاهت مختلف لی منجر به چند نتیجه شد که یکی از آن نتایج این بود: شکلی از شبیه سازی همراه با راهنمایی موثرتر است به ویژه هنگامی که در نوع نمایشی استفاده شود . به طور کلی پژوهش بیان می کند که :"شبیه سازی ها هنگامی که به کاربران سطحی از راهنمایی داده شود موثر ترند ."

اکثر پژوهش ها به وسیله ی بررسی تاثیر عواملی مانند روش های آموزشی هدایت می شوند و در آن ها اغلب دو عامل مهم مربوط به روش های آموزشی کنار گذاشته می شوند . در یک مطالعه ی گسترده از شبیه سازی های آموزشی اغلب تاکید بیشتر بر طراحی یک شبیه سازی شده است که این طراحی پژوهش را با هزینه ی تهیه ی یک مطالعه ی موردی واقعی برای دانش آموزان در یک کلاس خاص برای یک حوزه ی خاص هماهنگ و مناسب می سازد .

توجه کمی به این موضوع شده است که دانش آموز چگونه به یک شبیه سازی که برای آنچه که در کلاس درس آموزش داد ه شده است، پاسخ خواهد داد . به علاوه توجه بیشتر بر شبیه سازی است تا کاربر . این موضوع سوالاتی را بر جا می گذارد مانند : چگونه دانش آموزان در یک شبیه سازی پاسخ خواهند داد اگر اطلاعات هم از طریق کلاس درس و هم از طریق شبیه سازی در دسترس باشد ؟ کدام منبع احتمالاً بیشترین استفاده را خواهد داشت ؟ آیا آنها فرضیه هایی در مورد چگونگی پاسخدهی در آموزش مبتنی بر شبیه سازی کلاس درس ارائه خواهند کرد که موجب شود منابع مهمی را در طی شبیه سازی از دست بدهند ؟ (جوناسن و همکاران 1994)

یک عامل مهمی که در هنگام تحقیق و بررسی باید در نظر گرفته شود این است که: یک شبیه سازی آموزشی چگونه به عنوان وسیله ی موثر برای کاربر خواهد بود و چگونه کاربر را در طی شبیه سازی هدایت می کند . و چگونه اطلاعات را در طول این مسیر در اختیارش قرار می دهد .

تقریباً تمام شبیه سازی های مبتنی بر کامپیوتر از طراحی ابر رسانه استفاده می کنند یعنی آن ، وسایلی برای دانش آموزان فراهم می کند که به سوی تحقیق هدایت شوند. در طی تحقیق سیستم های ابر رسانه ای به شبیه سازی ها اجازه می دهند که محیط های واقعی بسازند .

چون آن فرصت هایی برای دانش آموزان فراهم می کند که به وسیله ی آن انتخاب های مختلفی برایشان فراهم می شود و آنها به طور قابل توجهی آن گونه از علاقه های خود را که مقدم تر است در شبیه سازی انتخاب می کنند .

بسیاری از دانشمندان (متخصصان) معتقدند که : محیط های ابر رسانه ای ساختار دانش را بهبود و گسترش می دهند که این برای تعمیم و انتقال به موقعیت های جدید آسان تر است نسبت به آموزش از طریق روش های سنتی(خطی) . ( جوناسن ، آبروسو ، اسپیرو ، جاکوبسن و کالسونپ1991) .

چن و رادا (1996) اظهار داشته اند که پژوهش ها نشان داده است که آموزش ابر رسانه ای برای وظائف پیچیده مناسب تر از آموزش این وظائف از طریق (بیشتر)شیوه های سنتی است .

بعضی از دانشمندان معتقدند که ابر رسانه ها ممکن است مانع یادگیری بشوند و آن به دلیل پیچیدگی و ارتباط زیادی است که به دانش آموزان وارد می کنند .

بعضی از دانشمندان به این سمت گرایش بیشتری پیدا کرده اند که : آموزش از طریق ابر رسانه ای ها موجب ایجاد بار اضافی در فرآیند شناختی دانش آموزان در طول آموزش می شود .

مک کرلای و پریس (1993) بیان می کنند که : ابر رسانه ای ها فشار بیشتری بر ذهن دانش آموز وارد می کنند . همچنین پائولوسی (1998) معتقد است که : آزادی انتخاب می تواند تجارب گیج کننده ای برای دانش آموز ایجاد کند، زیرا آن دامنه ی تصمیم گیری را افزایش می دهد.

در تجزیه و تحلیل تحقیقات موجود در مورد یادگیری ابر رسانه ای که در مطالعات مختلفی انجام گرفت، چن و دویر (2003) به این نتیجه رسیدند که: شواهد تجربی کمی نشان می دهد که محیط یادگیری ابر رسانه ای نتایج و بازده های یادگیری را افزایش می دهد .

نتیجه گیری:

تحقیقات نشان داده که شبیه سازی ها برای ایجاد علاقه و جذابیت موثر است اما در یادگیری اصول و مهارت های ذهنی نسبت به روش های سنتی از تاثیر کمتری برخوردار است. همچنین شبیه سازی ها برای مهارت های عملی مناسب تر از مهارت های ذهنی اند بدین معنی که کاربرد شبیه سازی هنگامی موثرتر است که ما اصول ومفاهیم ذهنی و پایه را به وسیله ی روش های دیگر آموزش داده باشیم و سپس برای آموزش مهارت عملی از شبیه سازی استفاده کنیم. نتیجه ی دیگر این است که در طی شبیه سازی اگر مقداری راهنمایی هم برای کاربر ارائه شود می تواند موثر تر باشد. به طور کلی می توان گفت که استفاده از شبیه سازی هنگامی موثر تر است که همراه با روش های سنتی به کار برده شود یعنی آن به عنوان مکملی برای روش های سنتی به حساب می آید.

منابع مورد استفاده:

بروس ، جویس.، کالهون، امیلی.، و هاپکینز،دیوید(1384). الگوهای یادگیری -ابزارهایی برای تدریس( ترجمه ی محمود مهرمحمدی و لطفعلی عابدی).تهران:سازمان مطالعه و تدوین کتب علوم انسانی دانشگاه ها (سمت).

احدیان ، محمد(.1373). مقدمات تکنولوژی آموزشی. تهران: بشری

جویس، بروس؛ ویل، مارشا، (1375). الگوهای تدریس2004 : (ترجمه ی محمدرضا بهرنگی). تهران: کمال تربیت.

Shifflet, Mark., and Brown, Jane (2006). The use of Instructional simulation to support classroom teaching: A crisis communication case study. Journal of Educational Multimedia and Hypermedia (2006) 15(4). pp 377-395.

Cherry Holmes, Cleo H. (1966). Some current research on effectiveness of educational simulations. The American Behavioral. Vol 10, N2.

Johnson, Michael C., Graham, Charles R., and Su-Ling Hsueh (2006). The effect of instructional use on teaching and learning. Brigham Young University, Department of Instructional Psychology & Technology USA